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企業(yè)新聞

煉造新質(zhì)“工業(yè)裁縫”!大族光子大功率激光-電弧復(fù)合焊應(yīng)用解決方案

激光制造網(wǎng) 來源:大族光子2024-10-12 我要評論(0 )   

大族光子高效焊接解決方案大功率激光-電弧復(fù)合焊隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,尤其是工程機械、船舶、軌道交通、汽車零部件、管道、容器、鋼構(gòu)及其它重工行業(yè)對高質(zhì)量、高效率...

大族光子
高效焊接解決方案
大功率激光-電弧復(fù)合焊

隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,尤其是工程機械、船舶、軌道交通、汽車零部件、管道、容器、鋼構(gòu)及其它重工行業(yè)對高質(zhì)量、高效率焊接技術(shù)的需求日益增加,激光-電弧復(fù)合焊作為一種新型、高效、優(yōu)質(zhì)的焊接工藝,其市場需求將持續(xù)增長。


同時,在全球環(huán)保意識日益增強的背景下,激光-電弧復(fù)合焊技術(shù)以其環(huán)保、節(jié)能的特點,成為推動可持續(xù)發(fā)展的重要力量。相比傳統(tǒng)的焊接方法,激光電弧復(fù)合焊技術(shù)能夠減少廢氣等污染的排放,降低能源消耗和環(huán)境污染,符合現(xiàn)代工業(yè)對綠色生產(chǎn)的要求。



1、激光-電弧復(fù)合焊優(yōu)勢


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▲圖1.1焊接方法特點對比


激光-電弧復(fù)合焊具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、低成本的焊接特點,單道熔透厚度可達20mm以上,相比純電弧約0.6m/min的焊接速度,復(fù)合焊速度可達2m/min,對于20mm厚板,復(fù)合焊可不開坡口直接焊接,綜合效率可提高10倍以上,各焊接方法特點對比如圖1.1所示。


2、激光-電弧復(fù)合焊設(shè)備組成及原理



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▲圖2.1激光-電弧復(fù)合焊設(shè)備組成


激光-電弧復(fù)合焊設(shè)備組成如圖2.1所示,主要包括激光器、弧焊電源、送絲機、復(fù)合焊接頭、機器人及控制系統(tǒng)等。



激光-電弧復(fù)合焊原理如圖2.2所示,激光熱源與電弧熱源疊加共同作用于母材,激光可獲得深度,電弧可獲得飽滿度。為達到最佳的激光電弧耦合效果,需對多參數(shù)進行設(shè)置匹配。圖中,D1為光束離焦量,D2光絲間距(焊絲與激光光斑中心的距離),D3為焊絲干伸長度,A為弧焊槍焊接角度,其它參數(shù)還包括激光相關(guān)參數(shù),如激光器功率、光纖芯徑、激光頭配置等,電弧相關(guān)參數(shù),如焊絲直徑、電流、電壓、保護氣及流量等,在實際焊接過程中還需針對工件形狀進行復(fù)合焊槍姿態(tài)調(diào)整。

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▲圖2.2激光-電弧復(fù)合焊原理圖



3、大族光子大功率復(fù)合焊激光器



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3.1 大族光子新一代萬瓦激光器產(chǎn)品


大族光子針對復(fù)合焊開發(fā)了第一代萬瓦系列激光器,功率覆蓋12kW~60kW,具有功率響應(yīng)時間快、穩(wěn)定性高的特點,滿功率響應(yīng)時間小于50μs,11小時烤機功率波動<1%。


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▲圖3.2 20kW激光器功率穩(wěn)定性測試


大族光子新一代萬瓦激光器產(chǎn)品采用976nm泵浦技術(shù),電光效率最高達45%,產(chǎn)品光模塊的集成度高,支持總線控制功能,可以同時兼顧薄板的高速切割與中厚板的亮面切割,大大提高穿孔、切割、焊接等工藝質(zhì)量,主要應(yīng)用于新能源、船舶制造、航空航天、工程機械等行業(yè)的切割、焊接、熔覆、表面處理等領(lǐng)域。


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▲圖3.3 激光器參數(shù)表


4、復(fù)合焊測試


焊接試板材料選擇常用的碳鋼,牌號為Q235B,焊絲選用牌號為ER50-6,激光器為大族光子20kW連續(xù)光纖激光器。


4.1 角焊測試

12~20mm碳鋼單面角焊、25mm碳鋼雙面角焊成形如圖4.1~4.6所示,在較優(yōu)激光入射角度下,單面角焊可實現(xiàn)20mm厚板單面焊雙面成形,焊縫成形良好,未見氣孔、未熔合等缺陷。


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▲圖4.1 12mm試板角焊正反面成形效果


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▲圖4.2 16mm試板角焊正反面成形效果


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▲圖4.3 20mm試板角焊正反面成形效果


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▲圖4.4 25mm試板雙面角焊成形效果


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▲圖4.5 20mm試板角焊焊縫截面


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▲圖4.6 25mm試板雙面角焊焊縫截面



4.2 拼焊工藝試驗


8~20mm碳鋼拼焊單面焊、25mm碳鋼拼焊雙面焊成形如圖4.7~4.11所示,焊縫成形良好,未見氣孔、未熔合等缺陷。


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▲圖4.7 8mm試板拼焊成形效果 


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▲圖4.8 12mm試板拼焊成形效果


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▲圖4.9 16mm試板拼焊成形效果


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▲圖4.10 20mm試板拼焊成形效果


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▲圖4.11 25mm試板拼焊雙面焊成形效果



4.3 焊縫強度測試


選取12mm拼焊試板進行拉力測試,焊縫拉伸測試結(jié)果如圖4.12所示,斷裂位置為母材,焊縫抗拉強度良好。


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▲圖4.12 12mm試板拼焊拉伸測試結(jié)果



4.4 長縫焊接測試

進行1.5m長縫焊接測試,焊接樣件如圖4.13所示,樣件正反面成形均勻,焊接穩(wěn)定性良好。


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▲圖4.13 1.5m長試板焊接樣件


5、總結(jié)


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(1)采用20kW激光器進行中厚板碳鋼復(fù)合焊,角焊可實現(xiàn)20mm厚板單面熔透焊接,拼焊可實現(xiàn)20mm厚板單面熔透焊接,雙面焊接厚度不小于25mm。


(2)激光-電弧復(fù)合焊效率高、焊接質(zhì)量好、焊接強度高。


(3)經(jīng)1.5m長縫焊接測試驗證,大族光子激光器焊接穩(wěn)定性良好。



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