Pengenalan kepada Kimpalan Hibrid Arka Laser Berkuasa Tinggi

Kimpalan hibrid arka laserg ialah kaedah kimpalan laser yang menggabungkan pancaran laser dan arka untuk kimpalan. Gabungan pancaran laser dan arka sepenuhnya menunjukkan peningkatan ketara dalam kelajuan kimpalan, kedalaman penembusan dan kestabilan proses. Sejak akhir 1980-an, pembangunan berterusan laser berkuasa tinggi telah menggalakkan pembangunan teknologi kimpalan hibrid arka laser. Isu seperti ketebalan bahan, pemantulan bahan, dan keupayaan merapatkan jurang bukan lagi halangan kepada teknologi kimpalan. Ia telah berjaya digunakan dalam Kimpalan bahagian bahan sederhana tebal.

Teknologi kimpalan hibrid arka laser

Dalam proses kimpalan hibrid arka laser, pancaran laser dan arka berinteraksi dalam kolam lebur biasa untuk menghasilkan kimpalan yang sempit dan dalam, dengan itu meningkatkan produktiviti, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1 Skim proses kimpalan hibrid arka laser

Prinsip Asas Kimpalan Hibrid Arka Laser

Kimpalan laser terkenal dengan zon terjejas haba yang sangat sempit, dan pancaran lasernya boleh difokuskan pada kawasan kecil untuk menghasilkan kimpalan yang sempit dan dalam, yang boleh mencapai kelajuan kimpalan yang lebih tinggi, dengan itu mengurangkan input haba dan mengurangkan kemungkinan ubah bentuk haba bahagian yang dikimpal. Walau bagaimanapun, kimpalan laser mempunyai keupayaan merapatkan jurang yang lemah, jadi ketepatan tinggi diperlukan dalam pemasangan bahan kerja dan penyediaan tepi. Kimpalan laser sangat sukar untuk mengimpal bahan pemantulan tinggi seperti aluminium, tembaga dan emas. Sebaliknya, proses kimpalan arka mempunyai keupayaan merapatkan jurang yang sangat baik, kecekapan elektrik yang tinggi, dan boleh mengimpal bahan dengan pemantulan tinggi dengan berkesan. Walau bagaimanapun, ketumpatan tenaga yang rendah semasa kimpalan arka melambatkan proses kimpalan, mengakibatkan sejumlah besar input haba di kawasan kimpalan dan menyebabkan ubah bentuk haba bahagian yang dikimpal. Oleh itu, penggunaan pancaran laser berkuasa tinggi untuk kimpalan penembusan dalam dan sinergi arka dengan kecekapan tenaga yang tinggi, kesan hibrid yang menebus kelemahan proses dan melengkapkan kelebihannya, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Kelemahan kimpalan laser adalah keupayaan merapatkan jurang yang lemah dan keperluan yang tinggi untuk pemasangan bahan kerja; keburukan kimpalan arka adalah ketumpatan tenaga yang rendah dan kedalaman lebur cetek apabila mengimpal plat tebal, yang menghasilkan sejumlah besar input haba di kawasan kimpalan dan menyebabkan ubah bentuk haba bahagian yang dikimpal. Gabungan kedua-duanya boleh mempengaruhi dan menyokong satu sama lain dan menebus kecacatan proses kimpalan satu sama lain, memberikan permainan penuh kepada kelebihan lebur dalam laser dan penutup kimpalan arka, mencapai kelebihan input haba kecil, ubah bentuk kimpalan kecil, kelajuan kimpalan yang cepat dan kekuatan kimpalan yang tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Perbandingan kesan kimpalan laser, kimpalan arka dan kimpalan hibrid arka laser pada plat sederhana dan tebal ditunjukkan dalam Jadual 1.

Jadual 1 Perbandingan kesan kimpalan plat sederhana dan tebal

Rajah 3 Rajah proses kimpalan hibrid arka laser

Kes kimpalan hibrid arka Mavenlaser

Peralatan kimpalan hibrid arka Mavenlaser terutamanya terdiri daripada aLengan robot, laser, penyejuk, akepala kimpalan, sumber kuasa kimpalan arka, dsb., seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.

Bidang aplikasi dan trend pembangunan kimpalan hibrid arka laser

Medan permohonan

Apabila teknologi laser berkuasa tinggi matang, kimpalan hibrid arka laser digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang. Ia mempunyai kelebihan kecekapan kimpalan yang tinggi, toleransi jurang yang tinggi dan penembusan kimpalan dalam. Ia adalah kaedah kimpalan pilihan untuk plat sederhana dan tebal. Ia juga merupakan kaedah kimpalan yang boleh menggantikan kimpalan tradisional dalam bidang pembuatan peralatan berskala besar. Ia digunakan secara meluas dalam bidang perindustrian seperti jentera kejuruteraan, jambatan, kontena, saluran paip, kapal, struktur keluli dan industri berat.