激光複合熱源是怎麽回事?

 激光焊接以較高的能量密度和對材料較短的熱作用時間,有效減少了焊縫區的冶金損傷、熱應力和焊接結構的變形,提高了焊接接頭的綜合力學性能,焊接效率也大大提高。近年來發展中的激光與電弧複合熱源,一方麵由於電弧稀釋等離子體、預熱工件並提高了金屬對激光的吸收率;另一方麵激光可引導電弧,使弧柱的電阻減小,場強降低,提高了電弧的穩定性。因而,改善了激光焊接的工藝適應性,拓展了激光的工業應用範圍。以下從新材料、異種材料、接頭性能及焊接生產效率等方麵提供一些典型的激光應用實例。

  1.各種新材料和高強材料的焊接

  如鎂合金、鋁合金、鈦合金、X52、X70中厚管線鋼、高強鋼、鎳基合金、耐熱鋼以及複合材料等的焊接。

  2.基於激光的異種金屬材料焊接

  黃銅-紫銅、銅-鋼、鋁-鋼等的異種金屬材料焊接與傳統熔焊方法相比,焊接接頭的性能顯著提高。

  3.激光焊接高效化的工程應用

  近年來激光焊接在汽車白車身的裝焊、中厚板的焊接與切割、鍍層管板的切割、管線鋪設工程、船舶製造中都取得工業化應用新進展,且運行成本不斷下降,對傳統加工方法的改進或替代、生產效率與產品品質的大幅提升,構成了對激光加工技術有力的需求驅動。

  近年來推廣中的激光遠程掃描焊接,所采用的光纖激光器以高光束質量獲得快速掃描焊接的高生產效率。其高效率激光厚板焊接、輸油氣管線激光焊接的新進展,亦從新技術發展的角度體現了高效優質“競爭力”的具體內涵。

  另外,值得注意的是激光與電弧的複合熱源在提高焊接速度方麵的工程意義。例如,激光-TIG複合熱源的焊速可以達到激光焊接的兩倍以上,這在常規TIG焊難以做到;而激光-MIG複合熱源的焊速則比單獨MIG提高了一倍以上。在工藝特點上可表達為:

  ①高效節能;

  ②增加熔深;

  ③可進行高速焊;

  ④調節兩種熱源參數,可改善焊縫成形,熱影響區小;

  ⑤提高了坡口間隙的允許公差,更加容易跟蹤焊縫。這一優點對於超高強鋼、超細晶粒鋼、高強鋁合金等焊接時低能量輸入要求具有重要的應用價值。

  4.激光切割的新動態

  高的激光功率和光束質量對材料的切割關係密切,切口窄、熱影響區小、無掛渣以及高切割速度等是激光切割工藝具有的特點。同時,一機多用的激光設備為製造業用戶帶來更大的方便和效益。

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