レーザーARCハイブリッド溶接技術の紹介
1970年代後半にSteenによって最初に提案され、成熟のために徐々に開発されたレーザーARCハイブリッド溶接は、高品質で効率的な新しい溶接技術です。レーザーARCハイブリッド溶接は、単一の溶融溶接プールを生成するために、特定の方法で、レーザー溶接とアーク溶接の2つの熱源のエネルギーを組み合わせています。この相互作用は、材料の高品質で効率的な溶接を達成し、現在、グローバル溶接技術の主要な研究分野です。
レーザーARCハイブリッド溶接は、単にレーザーとアークの熱源の重ね合わせではありません。溶接プロセス中、2つの熱源が相互に相互作用し、「1 + 1> 2」の相乗効果と溶接結果が得られます。アーク溶接では、アークエネルギー分布の多様な性質により、材料の融解に必要な実際のエネルギーは比較的低いです。アークに対するレーザーの指針により、アークの融解効率が向上します。レーザー溶接では、溶融金属は固体金属よりも高い速度でレーザーエネルギーを吸収し、ARCの溶融プールの予熱も材料の吸収効率を効果的に増加させます。したがって、複合熱源の吸収率と変換速度は、単一の熱源の吸収速度よりも優れています。
ドミナント熱源に基づいて、ハイブリッド溶接は2つのカテゴリに分けることができます。1つはレーザー強化アークハイブリッド溶接であり、アークエネルギーが主要な役割を果たします。レーザー出力が低すぎて鍵穴を形成できません。ワークピースのレーザーの「ホットスポット」は、アークの描画に使用され、アークイグニッションに対する抵抗を減らし、アークルートドリフトを防止し、高速で安定した溶接を達成します。もう1つは、アーク支援レーザー溶接で、レーザーが主要な役割を果たします。アークのアークの予熱と、アークとレーザー熱源の間のプラズマ相互作用は、通常、橋渡しを強化し、溶接プロセスの安定性を改善し、溶接効率を向上させるために使用されます。現在、ARC支援レーザー溶接は、ハイブリッド溶接研究の主流です。
従来の溶接方法と比較して、レーザーARCハイブリッド溶接には、高い溶接速度と浸透、良好なブリッジング性能、低いアセンブリの精度、優れたプロセス安定性など、次の利点があります。したがって、それは広く使用され、研究されています。レーザーARCハイブリッド溶接は、高強度鋼、高強度反射材、反応性金属など、さまざまな金属および合金を溶接できます。現在、レーザーARCハイブリッド溶接技術は、さまざまな工業分野でますます広く使用されており、パイプライン構造、造船、自動車レール、航空宇宙などの分野で独自の利点を果たすことができます。
レーザーARCハイブリッド溶接の適用
- 輸送製造フィールド
自動車産業では、ドイツのアウディは、レーザーMIGハイブリッド溶接技術を使用して、全アルミニウム構造「Audi A8」セダンを生産しました。日本の三菱重機は、2003年に複雑な構造型カーボディに同軸レーザーマイグハイブリッド溶接技術を使用しました。英国のTWIとドイツのバイアスは、それぞれ2008年と2009年に高速列車用のアルミニウム合金のレーザーMIGハイブリッド溶接技術の開発を開始しました。日本は、高速列車のアルミニウム合金体を溶接するために、2008年にレーザーミグハイブリッド溶接生産ラインを建設しました。近年、私の国は、600 kmのマグレフ列車体、地下鉄の寝台車、高速鉄体の溶接にレーザーARCハイブリッド溶接を適用しています。
- エンジニアリング機械分野
2012年、Harbin Welding Research Instituteは、大規模な大量のオールテレインクレーンの高強度スチールブームのレーザーツインワイヤーMAG複合溶接を最初に実現しました。近年、Xuzhou Engineering Machinery Group Co.、Ltd。、Sany Heavy Industry Co.、Ltd。などは、ブームの主な溶接の片面溶接と両面形成を安定かつ効率的に達成したレーザーARC複合溶接を採用しています。ジョイントの引張および衝撃特性は、関連するエンジニアリングアプリケーション基準を満たしています。
- 造船工学分野
2002年、Meyer Shipyardは、溶接船体デッキのための最初のレーザーコンポジット溶接生産ラインを確立しました。フィンランドのKvaerner造船所とイタリアのFincantieri造船所は、複合溶接を適用する典型的な造船所です。米海軍は、船用の厚い鋼板の溶接にレーザー-MIGアークコンポジット溶接技術を適用しています。中国では、ヤンタイラッフル造船所がハルビン溶接研究所のレーザーアークハイブリッド溶接装置を使用しています。
