ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
Гибридные технологии
сварки
и
соединения
В. Н. Вернадский,
канд. техн. наук, Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины
За
последние десятилетия
арсенал
высоко-
производительных и наукоемких технологий
сварки и соединений пополнился так называ-
емыми
гибридными
технологиями.
Гибрид-
ными
называют
технологии
сварки,
кото-
рые
объединяют
два
источника
сварочного
нагрева, одновременно действующих на сва-
рочную ванну. Первые упоминания о техно-
логической
возможности
сочетания
в
сва-
рочной ванне лазерного излучения и электри-
ческой дуги как комплексного источника на-
грева
относятся
к середине
1980-х годов,
а
уже в середине 1990-х гибридный процесс л а-
зерно-дуговой (ГИГ) сварки получил широкое
применение
в
автомобилестроении,
значи-
тельно
расширив
технологические
возмож-
ности лазерной сварки тонколистовой ста-
ли и сплавов алюминия.
Характерной
особенностью
гибридной
сварки плавлением является то, что объеди-
нение двух источников нагрева с различной
плотностью
энергии
позволяет
практичес-
ки
полностью
использовать
сварочно-тех-
нологические особенности каждого из них и
одновременно нивелировать их недостатки.
При
этом
достигаются
принципиально
но-
вые
технологические
возможности,
вклю-
чая повышение производительности и каче-
ства соединения, а также снижение энерго-
потребления и общих производственных за-
трат.
Н а основе лазерных технологий,
кро-
ме лазерно-дуговой гибридной сварки, раз-
работана серия
инновационных гибридных
технологий:
лазерно-плазменная,
лазерно-
индукционная,
свето-лазерная
и
лазерно-
дуговая под флюсом.
Принцип сочетания различных техноло-
гий положил начало разработке и
примене-
нию
в
сварочном
производстве
гибридных
клее-механических соединений.
Гибридная
лазерно-дуговая
сварка
ос-
нована
на
совмещении
высококонцентри-
рованного лазерного
излучения
( С 0 2-
или
АИГ-лазера) с
обычным
стандартным
про-
цессом
газоэлектрической
сварки
плавя-
щимся электродом (М И Г /М А Г) или непла-
вящимся электродом (Т И Г ) при сварке осо-
бо тонкого металла.
Одновременно воздей-
ствуя
на сварочную ванну, лазерный пучок
благодаря
высокой
концентрации
энергии
обеспечивает
глубокое
«кинжальное»
про-
плавление
корня
шва
и
высокую
скорость
сварки,
а
менее
концентрированная
элект-
рическая
дуга
с
плавящимся
электродом
обеспечивает
заполнение
верхней
части
шва
и
хорошее
формирование
валика
с
плавным его переходом к основному метал-
лу. Гибридная технология обеспечивает бо-
лее
мягкий
термический
цикл,
снижение
требований
к
величине зазора
и
позволяет
повысить скорость сварки,
по сравнению с
возможностями
каждого из процессов в от-
дельности.
В
промышленном
производстве
в
качестве
источников
сварочного
нагрева
обычно используются серийные ( С 0 2- или
А И Г),
а
в
последнее
время
волоконные
лазеры различной мощности и обычная им-
пульсно-дуговая сварка тонкой проволокой
в среде защитных газов.
Позиционирование
сварочной
проволо-
ки
относительно
лазерного
пучка
(рис.
1),
как
правило,
проблем
не
вызывает,
по-
скольку взаимное расположение дуги и
па-
рогазового
канала
может
фиксироваться
визуально.
Дуговая
горелка
относительно
лазерного
луча
может
размещаться
в
на-
правлении
сварки
перед лазером
(ведомое
положение) или после лазерного пучка (ве-
дущее
положение).
Сварка
горелкой
на-
правленного
от
валика
сварного
шва
ис-
пользуется в основном при гибридной свар-
ке алюминия.
В этом случае лазер устраня-
ет оксидную пленку, что значительно повы-
шает стабильность дугового процесса.
Начало массового применения техноло-
гических
лазеров,
а
позднее
лазерно-дуго-
вой гибридной сварки было связано с пере-
ходом мирового автомобилестроения на ин-
новационную технологию штамповки кузо-
вов
и
их
элементов
из
тонколистовых
(0,8-1,2 мм)
сварных
заготовок
(«Tailored
Blanks»),
составленных
из
различных
по
толщине и качеству фрагментов. Такая тех-
нология была предложена в рамках крупно-
го
международного
проекта
« U LSA B »
по
6(70) 2009 СВАРЩИК
предыдущая страница 26 Сварщик 2009 06 читать онлайн следующая страница 28 Сварщик 2009 06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст