01 Qalın lövhəli lazer-qövs hibrid qaynaq
Qalın lövhə (qalınlığı ≥ 20 mm) qaynaq aerokosmik, naviqasiya və gəmiqayırma, dəmir yolu nəqliyyatı və s. kimi vacib sahələrdə böyük avadanlıqların istehsalında əsas rol oynayır. Bu komponentlər adətən böyük qalınlıq, mürəkkəb birləşmə formaları və mürəkkəb xidmət mühitləri ilə xarakterizə olunur. Qaynaq keyfiyyəti avadanlığın işinə və ömrünə birbaşa təsir göstərir. Yavaş qaynaq sürəti və ciddi sıçrama problemləri səbəbindən ənənəvi qazla qorunan qaynaq üsulu aşağı qaynaq səmərəliliyi, yüksək enerji istehlakı və böyük qalıq gərginlik kimi çətinliklərlə üzləşir ki, bu da daim artan istehsal tələblərinə cavab verməyi çətinləşdirir. Bununla belə, lazer-qövs hibrid qaynaq texnologiyası ənənəvi qaynaq texnologiyasından fərqlidir. O, üstünlüklərini uğurla birləşdirir...lazer qaynağıvə qövs qaynağı ilə məşğul olur və Şəkil 1-də göstərildiyi kimi böyük nüfuzetmə dərinliyi, sürətli qaynaq sürəti, yüksək səmərəlilik və daha yaxşı qaynaq keyfiyyəti xüsusiyyətlərinə malikdir. Buna görə də, bu texnologiya geniş diqqəti cəlb etmiş və bəzi əsas sahələrdə tətbiq olunmağa başlamışdır.
Şəkil 1 Lazer-qövs hibrid qaynaq prinsipi
02Qalın lövhələrin lazer-qövs hibrid qaynağı üzrə tədqiqat
Norveç Sənaye Texnologiyaları İnstitutu və İsveçdəki Lule Texnologiya Universiteti 45 mm qalınlığında mikro ərintili yüksək möhkəmlikli aşağı ərintili polad üçün 15 kVt altında kompozit qaynaq birləşmələrinin struktur vahidliyini araşdırdılar. Osaka Universiteti və Misirin Mərkəzi Metallurgiya Tədqiqat İnstitutu, qalın lövhələrin (25 mm) tək keçidli lazer-qövs hibrid qaynaq prosesi üzərində tədqiqat aparmaq üçün 20 kVt lifli lazerdən istifadə edərək, alt qabarıq problemini həll etmək üçün alt astardan istifadə etdi. Danish Force Technology Şirkəti, Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, dənizdə külək enerjisi qülləsi bazası qaynağında yüksək güclü lazer-qövs qaynağının istifadəsinin gözlənildiyini göstərən 40 mm qalınlığında polad lövhələrin 32 kVt-lıq hibrid qaynağı üzərində tədqiqat aparmaq üçün iki ardıcıl olaraq 16 kVt-lıq disk lazerindən istifadə etdi. Harbin Welding Co., Ltd., ölkədə yüksək güclü bərk lazer əridən elektrod qövs hibrid istilik mənbəyi qaynağının əsas texnologiyasını və avadanlıq inteqrasiyası texnologiyasını mənimsəyən ilk şirkətdir. Ölkəmdə yüksək güclü bərk lazer-iki telli əritmə elektrod qövs hibrid qaynaq texnologiyası və avadanlıqlarının yüksək səviyyəli avadanlıqlara uğurla tətbiqi ilk dəfədir.
Şəkil 2. Lazer quraşdırma sxemi
Qalın lövhələrin lazer-qövs hibrid qaynaqlanmasının hazırkı tədqiqat vəziyyətinə görə, lazer-qövs hibrid qaynaq metodu və dar boşluq yivinin kombinasiyası qalın lövhələrin qaynaqlanmasına nail ola bilər. Lazer gücü 10.000 vattdan çox artdıqda, yüksək enerjili lazerin şüalanması altında materialın buxarlanma davranışı, lazer və plazma arasındakı qarşılıqlı təsir prosesi, ərimiş hovuz axınının sabit vəziyyəti, istilik ötürmə mexanizmi və qaynağın metallurgiya davranışı müxtəlif dərəcələrdə dəyişikliklər baş verəcək. Güc 10.000 vattdan çox artdıqca, güc sıxlığının artması kiçik dəliyin yaxınlığındakı ərazidə buxarlanma dərəcəsini artıracaq və geri çəkilmə qüvvəsi kiçik dəliyin sabitliyinə və ərimiş hovuzun axınına birbaşa təsir edəcək və bununla da qaynaq prosesinə təsir göstərəcək. Dəyişikliklər lazerin və onun kompozit qaynaq proseslərinin tətbiqinə əhəmiyyətsiz təsir göstərir. Qaynaq prosesindəki bu xarakterik hadisələr birbaşa və ya dolayı yolla qaynaq prosesinin sabitliyini müəyyən dərəcədə əks etdirir və hətta qaynağın keyfiyyətini də müəyyən edə bilər. Lazer və qövs kimi iki istilik mənbəyinin birləşmə effekti iki istilik mənbəyinin öz xüsusiyyətlərinə tam uyğunlaşmasına və tək lazer qaynağı və qövs qaynağından daha yaxşı qaynaq effektləri əldə etməsinə səbəb ola bilər. Lazer avtogen qaynaq metodu ilə müqayisədə bu qaynaq metodu güclü boşluq uyğunlaşması və böyük qaynaq edilə bilən qalınlıq üstünlüklərinə malikdir. Qalın lövhələrin dar boşluqlu lazer məftil doldurma qaynaq metodu ilə müqayisədə yüksək məftil əritmə səmərəliliyi və yaxşı yiv birləşmə effekti üstünlüklərinə malikdir. Bundan əlavə, lazerin qövsə cəlb edilməsi qövsün sabitliyini artırır və lazer-qövs hibrid qaynağını ənənəvi qövs qaynağından daha sürətli edir.lazer doldurucu tel qaynağı, nisbətən yüksək qaynaq səmərəliliyi ilə.
03 Yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq tətbiqi
Gəmiqayırma sənayesində yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq texnologiyasından geniş istifadə olunur. Almaniyadakı Meyer Gəmiqayırma Zavodu, gövdə düz lövhələrini və sərtləşdiriciləri qaynaq etmək üçün 12 kVt-lıq CO2 lazer-qövs hibrid qaynaq istehsal xətti quraraq, 20 m uzunluğunda file qaynaqlarının birdəfəlik əmələ gəlməsinə nail olmaq və deformasiya dərəcəsini 2/3 azaltmaq imkanı əldə etmişdir. GE, Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, USS Saratoga təyyarə gəmisini qaynaq etmək üçün maksimum çıxış gücü 20 kVt olan lifli lazer-qövs hibrid qaynaq sistemi hazırladı və 800 ton qaynaq metalına qənaət etdi və işçi saatını 80% azalddı. CSSC 725, qaynaq deformasiyasını 60% azalda və qaynaq səmərəliliyini 300% artıra bilən 20 kVt-lıq lifli lazer yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq sistemini tətbiq edir. Şanxay Waigaoqiao Gəmiqayırma Zavodu 16 kVt-lıq lifli lazer yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq sistemindən istifadə edir. İstehsal xətti, 4-25 mm qalınlığında polad lövhələrin tək tərəfli tək keçidli qaynaq və iki tərəfli formalaşdırılmasına nail olmaq üçün lazer hibrid qaynaq + MAG qaynaq texnologiyasından istifadə edir. Yüksək güclü lazer qövsü hibrid qaynaq texnologiyası zirehli nəqliyyat vasitələrində geniş istifadə olunur. Onun qaynaq xüsusiyyətləri bunlardır: böyük qalınlıqdakı mürəkkəb metal konstruksiyaların qaynağı, aşağı qiymət və yüksək səmərəli istehsal.
Şəkil 3. USS Sara Toga təyyarə gəmisi
Yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq texnologiyası əvvəlcə bəzi sənaye sahələrində tətbiq edilmişdir və orta və böyük divar qalınlığına malik böyük konstruksiyaların səmərəli istehsalı üçün vacib bir vasitəyə çevriləcəkdir. Hazırda yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq mexanizmi ilə bağlı tədqiqatlar azdır və bu mexanizmin daha da gücləndirilməsinə ehtiyac var, məsələn, fotoplazma ilə qövs və qövs ilə əridilmiş hovuz arasındakı qarşılıqlı təsir. Yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq prosesində hələ də bir çox həll olunmamış problemlər var, məsələn, dar bir proses pəncərəsi, qaynaq strukturunun qeyri-bərabər mexaniki xüsusiyyətləri və mürəkkəb qaynaq keyfiyyətinə nəzarət. Sənaye səviyyəli lazerlərin çıxış gücü tədricən artdıqca, yüksək güclü lazer-qövs hibrid qaynaq texnologiyası sürətlə inkişaf edəcək və müxtəlif yeni lazer hibrid qaynaq texnologiyaları ortaya çıxmağa davam edəcəkdir. Lokallaşdırma, genişmiqyaslı və intellektuallaşdırma gələcəkdə yüksək güclü lazer qaynaq avadanlıqlarının inkişafında mühüm tendensiyalar olacaq.
Yazı vaxtı: 24 aprel 2024
