01 Pengelasan hibrida busur laser pelat tebal
Pengelasan pelat tebal (ketebalan ≥ 20mm) memainkan peran penting dalam pembuatan peralatan besar di bidang-bidang penting seperti dirgantara, navigasi dan pembuatan kapal, transportasi kereta api, dll. Komponen-komponen ini biasanya ditandai dengan ketebalan yang besar, bentuk sambungan yang rumit, dan layanan yang kompleks. lingkungan. Kualitas pengelasan berdampak langsung pada kinerja dan umur peralatan. Karena kecepatan pengelasan yang lambat dan masalah percikan yang serius, metode pengelasan berpelindung gas tradisional menghadapi tantangan seperti efisiensi pengelasan yang rendah, konsumsi energi yang tinggi, dan tegangan sisa yang besar, sehingga sulit untuk memenuhi persyaratan manufaktur yang terus meningkat. Namun, teknologi pengelasan hibrida busur laser berbeda dengan teknologi pengelasan tradisional. Ini berhasil menggabungkan keunggulanpengelasan laserdan pengelasan busur, serta memiliki karakteristik kedalaman penetrasi yang besar, kecepatan pengelasan yang cepat, efisiensi tinggi dan kualitas las yang lebih baik, seperti terlihat pada Gambar 1. Oleh karena itu, teknologi ini telah menarik perhatian luas dan mulai diterapkan di beberapa bidang utama.
Gambar 1 Prinsip pengelasan hibrida busur laser
02Penelitian tentang pengelasan hibrida busur laser pada pelat tebal
Institut Teknologi Industri Norwegia dan Universitas Teknologi Lule di Swedia mempelajari keseragaman struktural sambungan las komposit di bawah 15kW untuk baja paduan rendah kekuatan tinggi paduan mikro setebal 45mm. Universitas Osaka dan Institut Penelitian Metalurgi Pusat Mesir menggunakan laser serat 20kW untuk melakukan penelitian tentang proses pengelasan hibrida busur laser satu jalur pada pelat tebal (25 mm), menggunakan lapisan bawah untuk mengatasi masalah punuk bawah. Perusahaan Teknologi Angkatan Denmark menggunakan dua laser disk 16 kW secara seri untuk melakukan penelitian tentang pengelasan hibrida pelat baja setebal 40 mm pada 32 kW, yang menunjukkan bahwa pengelasan busur laser berdaya tinggi diharapkan akan digunakan dalam pengelasan dasar menara tenaga angin lepas pantai , seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Harbin Welding Co., Ltd. adalah perusahaan pertama di negara ini yang menguasai teknologi inti dan teknologi integrasi peralatan pengelasan sumber panas hibrida busur elektroda peleburan laser padat berdaya tinggi. Ini adalah pertama kalinya berhasil menerapkan teknologi dan peralatan pengelasan hibrida busur elektroda peleburan laser-ganda-kawat padat berdaya tinggi ke peralatan kelas atas di negara saya. manufaktur.
Gambar 2. Diagram tata letak instalasi laser
Berdasarkan status penelitian terkini pengelasan hibrida busur laser pada pelat tebal di dalam dan luar negeri, terlihat bahwa kombinasi metode pengelasan hibrida busur laser dan alur celah sempit dapat mencapai pengelasan pelat tebal. Ketika daya laser meningkat hingga lebih dari 10.000 watt, di bawah iradiasi laser berenergi tinggi, perilaku penguapan material, proses interaksi antara laser dan plasma, keadaan stabil aliran kolam cair, mekanisme perpindahan panas, dan perilaku metalurgi las. Perubahan akan terjadi pada tingkat yang berbeda-beda. Ketika daya meningkat hingga lebih dari 10.000 watt, peningkatan kepadatan daya akan meningkatkan tingkat penguapan di area dekat lubang kecil, dan gaya mundur akan secara langsung mempengaruhi stabilitas lubang kecil dan aliran kolam cair. sehingga mempengaruhi proses pengelasan. Perubahan tersebut memiliki dampak yang tidak dapat diabaikan pada penerapan laser dan proses pengelasan kompositnya. Fenomena karakteristik dalam proses pengelasan ini secara langsung atau tidak langsung mencerminkan kestabilan proses pengelasan sampai batas tertentu, dan bahkan dapat menentukan kualitas lasan. Efek penggabungan dari dua sumber panas laser dan busur dapat membuat kedua sumber panas tersebut memberikan pengaruh penuh pada karakteristiknya masing-masing dan memperoleh efek pengelasan yang lebih baik daripada pengelasan laser tunggal dan pengelasan busur. Dibandingkan dengan metode pengelasan laser autogenous, metode pengelasan ini memiliki keunggulan dalam kemampuan adaptasi celah yang kuat dan ketebalan las yang besar. Dibandingkan dengan metode pengelasan pengisian kawat laser celah sempit pada pelat tebal, metode ini memiliki keunggulan efisiensi peleburan kawat yang tinggi dan efek fusi alur yang baik. . Selain itu, daya tarik laser ke busur meningkatkan stabilitas busur, membuat pengelasan hibrida busur-laser lebih cepat daripada pengelasan busur tradisional danpengelasan kawat pengisi laser, dengan efisiensi pengelasan yang relatif tinggi.
03 Aplikasi pengelasan hibrida busur laser berdaya tinggi
Teknologi pengelasan hibrida busur laser berdaya tinggi banyak digunakan dalam industri pembuatan kapal. Galangan Kapal Meyer di Jerman telah mendirikan lini produksi pengelasan hibrida busur laser CO2 12kW untuk mengelas pelat datar lambung kapal dan pengaku guna mencapai pembentukan las fillet sepanjang 20m sekaligus dan mengurangi tingkat deformasi sebesar 2/3. GE mengembangkan sistem pengelasan hibrida serat laser-busur dengan daya keluaran maksimum 20kW untuk mengelas kapal induk USS Saratoga, menghemat 800 ton logam las dan mengurangi jam kerja sebesar 80%, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. CSSC 725 mengadopsi Sistem pengelasan hibrida busur laser daya tinggi laser serat 20kW, yang dapat mengurangi deformasi pengelasan hingga 60% dan meningkatkan efisiensi pengelasan hingga 300%. Galangan Kapal Shanghai Waigaoqiao menggunakan sistem pengelasan hibrida busur laser daya tinggi laser serat 16kW. Lini produksi mengadopsi teknologi proses baru pengelasan hibrida laser + pengelasan MAG untuk mencapai pengelasan satu sisi dan pembentukan dua sisi pelat baja setebal 4-25 mm. Teknologi pengelasan hibrida busur laser berkekuatan tinggi banyak digunakan pada kendaraan lapis baja. Karakteristik pengelasannya adalah: pengelasan struktur logam kompleks dengan ketebalan besar, biaya rendah, dan manufaktur dengan efisiensi tinggi.
Gambar 3. Kapal induk USS Sara Toga
Teknologi pengelasan hibrida busur laser berdaya tinggi pada awalnya telah diterapkan di beberapa bidang industri dan akan menjadi sarana penting untuk pembuatan struktur besar yang efisien dengan ketebalan dinding sedang dan besar. Saat ini, penelitian tentang mekanisme pengelasan hibrida busur laser daya tinggi masih kurang, yang perlu diperkuat lebih lanjut, seperti interaksi antara fotoplasma dan busur serta interaksi antara busur dan kolam cair. Masih banyak masalah yang belum terselesaikan dalam proses pengelasan hibrida busur laser berdaya tinggi, seperti jendela proses yang sempit, sifat mekanik struktur las yang tidak merata, dan kontrol kualitas pengelasan yang rumit. Seiring dengan meningkatnya daya keluaran laser tingkat industri, teknologi pengelasan hibrida busur laser berdaya tinggi akan berkembang pesat, dan berbagai teknologi pengelasan hibrida laser baru akan terus bermunculan. Lokalisasi, skala besar, dan kecerdasan akan menjadi tren penting dalam pengembangan peralatan las laser berdaya tinggi di masa depan.
Waktu posting: 24 April-2024
