книги / Производство сварных конструкций (Изготовление в заводских условиях)
..pdfВ настоящее время на нескольких европейских верфях ис пользуют этот процесс сварки.
Благодаря значительным достижениям лазерной техники и оптоволоконных технологий в последние годы появилась воз можность, используя мощные волоконные лазеры с коротковол новым излучением, транспортировать энергию лазерного луча через тонкие оптические волокна на расстояние 25...50м, что обеспечивает хорошую маневренность для сварочного инстру мента, вплоть до ручного управления процессом сварки.
В этом отношении представляет интерес рассмотреть разра ботанные в SLV Mecklenburg-Vorpommern GmbH (г.Росток, Германия) для судостроительной промышленности технологии лазерной сварки.
Для лазерной гибридной сварки стыковых и угловых швов сварочная головка размещается на тележке типа сварочного трактора (рис.9.16), перемещающегося по направляющим. В ка честве источника лазерного излучения используется 10 кВт во локонный лазер с подводом энергии луча с помощью оптоволо конного кабеля. Мобильный блок, содержащий волоконный ла зер и систему управления, имеет размеры 4,6x2,2x2 м и весит 3000кг. В качестве компонента дуговой сварки использовался полуавтомат Fronius TPS 9000, смонтированный на той же те лежке.
На рис.9.17 показаны примеры выполнения полотнищ тол щиной 10мм за один проход со стыковыми и тавровыми соеди нениями сварочным трактором с головкой для лазерной гибрид ной сварки. Отмечается, что подготовка деталей под сварку производилась плазменной резкой. Скорость сварки превышала 1,5 м/мин.
Практический интерес вызывает ручная сварочная головка для выполнения коротких швов, длиной 150...250 мм с помо щью лазерной гибридной сварки (рис.9.18).
Корпус ручной сварочной установки 1 ориентируют вручную вдоль линии соединения деталей и включают источник энергии. Одновременно с началом процесса сварки сварочная головка 2 начинает перемещаться по направляющим вдоль стыка, выпол няя шов заданной длины.
301
предпочтение отдают использованию порошкового присадочно го материала. Возможны две схемы наплавки:
•на поверхность детали предварительно наносят слой на плавляемого металла, например, гальваническим путем или пу тем напыления и затем производят оплавление поверхности де тали лазерным лучом,
•в процессе оплавления детали в ванну расплавленного металла подают наплавляемый материал в виде порошка через каналы, расположенные коаксиально лучу лазера.
Наплавка по второму варианту технологии показана в виде схемы на рис.9.19.
Эта технология может быть применена как для нанесения по крытий или слоев из металла со специальными свойствами на новые детали, так и для восстановления поврежденных поверх ностей в целях ремонта или восстановления размера.
Лазерная наплавка достаточно гибкая технология. Она позво ляет использовать присадочный материал не только в виде по рошка, но и в виде проволоки.
Глубина зоны сплавления основного и присадочного мате риала колеблется от 0,1 мм до нескольких миллиметров.
В результате очень низкой погонной энергии при лазерной на плавке происходит чрезвычайно малое перемешивание наплав ляемого металла с основным, резко сокращается размер зоны термического влияния и сварочные деформации. Так же снижает ся опасность роста зерна в околошовной зоне, в сравнении с дру гими процессами металл наплавленного слоя имеет мелкозерни стую структуру, большую твердость и коррозионную стойкость.
Благодаря отсутствию перемешивания даже при однослойной наплавке удается обеспечить свойства поверхности на уровне свойств наплавляемого металла. Процесс лазерной наплавки хо рошо поддается управлению, что обеспечивает возможность вы борочно наплавлять отдельные участки поверхности деталей по заданной программе (рис.9.20). Могут быть получены однород ные слои с относительно гладкой поверхностью. Лазерная на плавка позволяет наплавлять слои шириной менее 0,5мм, но при наплавке больших поверхностей ширина слоя составляет 5 .. .25мм. Толщина слоя может быть переменной от 0,1мм до 2.. 3мм в пределах одного шага наплавки.
3 0 5
