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寧波市鄞州首南恒宇激光雕刻廠

結合GMAW與激光技術的多道焊接
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在造船和管道敷設工作中經常用到厚鋼板焊接技術,這種運用傳統熔化極氣體保護焊(GMAW)工藝的技術需要大量不同的焊接通道。板厚超過5毫米時,由于熔池變大且難以控制,再加上基體材料所需的熱輸入,單道熔化極氣體保護焊往往不適用。根據材料厚度的不同,需要有不同數量的逐次進行的焊接通道,有時還要在不同的工作站進行加工。 高功率激光系統能減少焊接通道數量并改善成本狀況,同時提高焊接速度、降低熱輸入變形以及減少矯正返工。一種前景看好的方法是將激光和GMAW工藝結合的混合焊接法,可以減少焊接通道數量和縮短焊接時間。同時,這種混合焊能夠通過選擇填充焊絲來影響焊縫硬度和韌度、消除縫隙以及校正線性錯邊,而僅僅用激光光束作為一種自熔焊方法是不可能達到上述效果的。激光光束的小面積熱輸入特性導致深熔和高焊接速度,因而不適合GMAW工藝。 HyBright項目由德國聯邦教育與研究部(BMBF)資助,其目標是減少焊接通道數量和加工時間。不來梅大學激光應用研究所(BIAS)在混合工藝中使用8千瓦高光束質量光纖激光器來焊接16毫米的厚鋼板。在單一焊道中,8千瓦的激光功率并不足以焊接厚鋼板,因而選擇了一種接頭準備方法在兩條焊道中進行焊接。使用帶有寬坡口鈍邊(Y形接頭)的V形對接接頭作為一種焊縫接頭準備,坡口鈍邊為6到10毫米,夾角為45度到60度。根部焊道(見圖1)使用混合工藝進行焊接,其余坡口使用活性氣體保護焊(MAG)工藝進行焊接(見圖2)。 圖1、根部焊道使用混合焊接,0毫米縫隙,坡口鈍邊6毫米,夾角60度。 圖2、全焊縫,根部焊道使用混合焊接,填充焊絲焊道使用金屬極氣保護焊(MAG)焊接, 縫隙0.5毫米,坡口鈍邊10毫米,夾角45度。通過使用混合焊工藝,即使存在縫隙或線性錯邊,根部焊道的焊接也毫無問題。根部焊道能夠消除最大1.2毫米的縫隙,校正最大0.5毫米的線性錯邊。焊接速度受坡口鈍邊的焊接影響,介于16米/分鐘和1.8米/分鐘之間。由于填充焊絲焊道使用MAG工藝進行焊接,焊接速度降低至0.4米/分鐘。這種焊接過程帶來了高質量的焊縫,沒有裂縫、氣孔或不完全焊透等內部瑕疵。與高性能焊接工藝埋弧焊相比,總焊接時間能夠縮短50%。而且,如果填充焊絲焊道的焊接能夠得到優化,那么焊接時間將進一步縮短,從而提高工藝的利潤率。

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