Spawanie hybrydowe łukiem laserowymg to metoda spawania laserowego, która łączy wiązkę laserową i łuk elektryczny. Połączenie wiązki laserowej i łuku elektrycznego w pełni odzwierciedla znaczną poprawę prędkości spawania, głębokości wtopienia i stabilności procesu. Od końca lat 80. XX wieku ciągły rozwój laserów dużej mocy przyczynił się do rozwoju technologii hybrydowego spawania łukiem laserowym. Problemy takie jak grubość materiału, jego współczynnik odbicia i zdolność do mostkowania szczelin nie stanowią już przeszkód w rozwoju technologii spawania. Metoda ta jest z powodzeniem stosowana do spawania elementów o średniej grubości.
Technologia hybrydowego spawania łukiem laserowym
W hybrydowym procesie spawania łukiem laserowym wiązka lasera i łuk elektryczny oddziałują na siebie w obrębie wspólnego jeziorka stopionego metalu, tworząc wąskie i głębokie spoiny, co zwiększa wydajność, jak pokazano na rysunku 1.
Rysunek 1 Schemat procesu spawania hybrydowego łukiem laserowym
Podstawowe zasady spawania hybrydowego łukiem laserowym
Spawanie laserowe charakteryzuje się bardzo wąską strefą wpływu ciepła, a wiązka laserowa może być skupiona na niewielkim obszarze, tworząc wąskie i głębokie spoiny, co pozwala na osiągnięcie wyższych prędkości spawania, zmniejszając w ten sposób ilość ciepła dopływającego i ryzyko odkształceń termicznych spawanych elementów. Spawanie laserowe charakteryzuje się jednak słabą zdolnością do mostkowania szczelin, dlatego wymagana jest wysoka precyzja montażu przedmiotu obrabianego i przygotowania krawędzi. Spawanie laserowe jest bardzo trudne w przypadku materiałów o wysokim współczynniku odbicia, takich jak aluminium, miedź i złoto. Natomiast spawanie łukowe charakteryzuje się doskonałą zdolnością do mostkowania szczelin, wysoką sprawnością elektryczną i umożliwia efektywne spawanie materiałów o wysokim współczynniku odbicia. Jednak niska gęstość energii podczas spawania łukowego spowalnia proces spawania, co skutkuje dużą ilością ciepła dopływającego do obszaru spawania i powoduje odkształcenia termiczne spawanych elementów. Dlatego zastosowanie wiązki laserowej o dużej mocy do spawania z głębokim wtopieniem oraz synergia łuku o wysokiej sprawności energetycznej, której efekt hybrydowy rekompensują wady procesu i uzupełniają jego zalety, jak pokazano na rysunku 2.
Wadami spawania laserowego są słaba zdolność do mostkowania szczelin i wysokie wymagania dotyczące montażu elementów spawanych. Wadami spawania łukowego są niska gęstość energii i niewielka głębokość wtopienia podczas spawania grubych blach, co generuje dużą ilość ciepła doprowadzonego w obszarze spawania i powoduje odkształcenia termiczne spawanych elementów. Połączenie tych dwóch czynników może wzajemnie na siebie oddziaływać, wspomagać się i kompensować wady procesu spawania, w pełni wykorzystując zalety głębokiego wtapiania laserowego i pokrycia spawania łukowego, osiągając korzyści w postaci małego ciepła doprowadzonego, małych odkształceń spoiny, dużej prędkości spawania i wysokiej wytrzymałości spoiny, jak pokazano na rysunku 3. Porównanie efektów spawania laserowego, spawania łukowego i hybrydowego spawania łukiem laserowym blach średniej i grubej grubości przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1 Porównanie efektów spawania blach średnich i grubych
Rysunek 3. Schemat procesu spawania hybrydowego łukiem laserowym
Hybrydowa obudowa spawalnicza Mavenlaser Arc
Sprzęt do spawania hybrydowego łukiem Mavenlaser składa się głównie zRamię robota, laser, chłodziarka,głowica spawalnicza, źródło zasilania do spawania łukowego itp., jak pokazano na rysunku 4.
Obszary zastosowań i trendy rozwojowe hybrydowego spawania łukiem laserowym
Pola zastosowań
Wraz z rozwojem technologii laserów dużej mocy, hybrydowe spawanie łukiem laserowym jest szeroko stosowane w różnych dziedzinach. Charakteryzuje się wysoką wydajnością spawania, dużą tolerancją szczeliny i głębokim wtopieniem. Jest to preferowana metoda spawania blach o średniej i dużej grubości. Może również zastąpić tradycyjne spawanie w produkcji urządzeń na dużą skalę. Jest szeroko stosowana w przemyśle, takim jak maszyny inżynieryjne, mosty, kontenery, rurociągi, statki, konstrukcje stalowe i przemysł ciężki.
Czas publikacji: 07-06-2024
