激光復(fù)合焊技術(shù)分析講解

1、激光復(fù)合焊技術(shù)分析摘自：美國IndustrialLaserSolutions雜志作者：EdHanser也許你可能聽說過一些關(guān)于激光復(fù)合焊的情況。聽說這種將激光和熔化極氣體保護(hù)焊(GasMetalArcWelding,GMAVy能加速焊接工藝，降低成本，并提高焊接質(zhì)量。 但對(duì)于你經(jīng)營的業(yè)務(wù)來說，這種應(yīng)用是否合適？實(shí)施激光復(fù)合弧焊(HybridLaserArcWeld in g,HLAW)，本質(zhì)上要求你重新思考整個(gè)加工流程和裝 配線。值得這樣做嗎？投資能帶來顯著的回報(bào)嗎？讓我們先來看看一些可能幫 助你確定是作者：摘自：美國 Industrial Laser Solutions 雜志 Ed Hans

2、en也許你可能聽說過一些關(guān)于激光復(fù)合焊的情況。聽說這種將激 光和熔化極氣體保護(hù)焊( Gas Metal Arc Welding, GMAW )能加速焊接工藝，降 低成本，并提高焊接質(zhì)量。但對(duì)于你經(jīng)營的業(yè)務(wù)來說，這種應(yīng)用是否合適？實(shí) 施激光復(fù)合弧焊( Hybrid Laser Arc Welding, HLAW )，本質(zhì)上要求你重新思 考整個(gè)加工流程和裝配線。值得這樣做嗎？投資能帶來顯著的回報(bào)嗎？讓我們 先來看看一些可能幫助你確定是否需要 HLAW勺因素。激光復(fù)合焊集成了激光焊的高穿透、低熱量和高速等特點(diǎn)，以 及GMA所具有的極佳的縫隙公差和金相控制。復(fù)合工藝最后得到更深的焊接， 更低勺熱量輸入

3、，更小勺熱變形，更高勺焊接強(qiáng)度和韌度，以及更高勺抗疲勞 強(qiáng)度。更快速的焊接帶來了相對(duì) GMA或埋弧焊(Submerged Arc Welding,SAW來說三到十倍的速度，由此帶來更高的生產(chǎn)和成本效率。除此之外，HLAW系統(tǒng)可根據(jù)需要設(shè)置為全自動(dòng)，從而節(jié)省了人力成本，通常能將運(yùn)行成本縮減 一半甚至更多。HLAV還提供了一種無需大量焊接即可獲得高強(qiáng)度焊縫的新方 法，降低了最終產(chǎn)品的重量。盡管具有這些優(yōu)點(diǎn)，HLAV并不適合所有企業(yè)。它需要一定規(guī) 模的投資以及對(duì)自動(dòng)化的追求。以下的四個(gè)問題可以用來確定HLAW!否適合你目前的應(yīng)用。1、你的焊接工藝與HLAWS容嗎?一致的焊接邊緣HLAW要求零件的邊緣

4、和表面以及零件之間都 要整齊一致。如果你的零件具有整齊的邊緣，那么只需要考慮是否筆直以及配 合的公差。例如，一臺(tái)ESAB HLAV系統(tǒng)能定位并追蹤偏離預(yù)測(cè)路徑的焊接點(diǎn)， 但必需始終保持緊密的配合。公差大部分HLAW系統(tǒng)允許縫隙的公差小于0.5mm更大的間 隙能通過減慢加工速度和使用更大的焊接寬度，但這同采用HLAW勺初衷相矛盾。ESA吐產(chǎn)出一種系統(tǒng)，能夠主動(dòng)測(cè)量并填補(bǔ)間隙公差，采用背焊可達(dá) 2mm不采用則可達(dá)1mm這種系統(tǒng)能適應(yīng)配合的變化，通過犧牲焊接速度和熱 量輸入來達(dá)到這一目的?？偟膩碚f，需要焊接的部分越大，速度越慢且工件需 要接受更多的熱量傳導(dǎo)。因此，該調(diào)整的目的不是為了使用較差配合的零

5、件， 而是為了實(shí)現(xiàn)無過焊情況下更佳的工藝強(qiáng)度。為了采用HLAW/你必須現(xiàn)在就達(dá)到良好的公差，或者愿意去改善零件的切割質(zhì)量和配合。穿透深度你的應(yīng)用所需的穿透深度是多少？HLAV能達(dá)到的穿透深度單次（越少越容易）最高可達(dá) 12.5mm雖然在實(shí)驗(yàn)室中其他材料能獲得 更深的穿透結(jié)果，但這已經(jīng)是目前商業(yè)系統(tǒng)所能達(dá)到的極限了。更厚的零件能 通過HLAW系統(tǒng)進(jìn)行多道焊接，使用更深的根部焊道和最后的頂部焊道，類似于 任何一種傳統(tǒng)的焊接工藝。輪廓焊接零件的輪廓有什么要求？ HLAW目前只適合于焊接直 線，回轉(zhuǎn)件，或者漸變曲線。大部分運(yùn)動(dòng)和控制系統(tǒng)在高速時(shí)的精度都阻礙了 HLAV在復(fù)雜外形上的應(yīng)用，使其不得不降低

6、速度。所幸的是，如果你的零件有 著相對(duì)簡單的外形，那么其工藝將能使各種機(jī)械設(shè)備相互兼容，包括龍門、控 制/ 定位系統(tǒng)、柱狀和桿狀系統(tǒng)、機(jī)器人和硬件自動(dòng)化系統(tǒng)。2 、你的應(yīng)用與自動(dòng)化兼容嗎？如果你的工藝已經(jīng)完成自動(dòng)化或機(jī)械化改造，那么HLAV可能是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。如果你還沒有完成自動(dòng)化改造但正在考慮，那么你的應(yīng)用 需要具備繁忙的任務(wù)周期，有著可重復(fù)的產(chǎn)品或工藝。一般說來，HLAV所適用的應(yīng)用類型來自以下幾個(gè)行業(yè)：造船業(yè)、通用運(yùn)輸、鐵路、卡車、軍用車輛、機(jī)動(dòng)設(shè)備、鋼鐵廠、管道廠、石化、 能源、市政建設(shè)、汽車、電器、食品和醫(yī)療設(shè)備、水箱和壓力容器，以及建筑 材料，如鋼筋、鋼構(gòu)、鋼管、桁架等。HLAW

7、在焊接大型的薄鋼結(jié)構(gòu)、特種合金、高強(qiáng)度材料、不銹鋼和高精度產(chǎn)品時(shí)特別有效。它對(duì)于大批量生產(chǎn)或生產(chǎn)高精度產(chǎn)品，也非常理 想。此外，對(duì)于有著非常高質(zhì)量檢測(cè)要求或需要深穿透、多道焊接的應(yīng)用場(chǎng) 合，該技術(shù)也是非常出色的。3、你是自動(dòng)化和HLAV的合格候選者嗎？要成為HLAW技術(shù)的一名合格候選者，你應(yīng)該有著充足的專業(yè)技術(shù)人員來監(jiān)督整個(gè)流程，必須能夠操作和維護(hù)精密計(jì)算機(jī)控制設(shè)備。你必須還有合格的人員開發(fā)焊接工藝、檢查和識(shí)別焊接參數(shù)，并管理HLAW系統(tǒng)的輸出 質(zhì)量。理想的情況是，你已經(jīng)擁有自動(dòng)化設(shè)備或準(zhǔn)備在不久的將來進(jìn)行自動(dòng)化 改造。你需要為HLAW所做的許多改變實(shí)際上和任何自動(dòng)化焊接流程所需要的改 變相同

8、。你必須對(duì)零件的加工過程有著良好的控制，也許最重要的是你必須要 有不斷改善流程和業(yè)務(wù)的動(dòng)力。4、HLAW系統(tǒng)是一項(xiàng)好的投資嗎？在投資一套HLAW系統(tǒng)之前，你應(yīng)該對(duì)投資回報(bào)做一次系統(tǒng)的評(píng)估。你需要相信即將做出的投資決策能在短期取得良好回報(bào)。你能夠承擔(dān)高 昂的初始資本投資嗎？你是否真正需要改善焊接操作，你愿意付出多大的代價(jià) 來實(shí)現(xiàn)這一目的呢？你會(huì)從 HLAW在制造工藝上產(chǎn)生的效果獲益嗎？ HLAV對(duì)于 你的企業(yè)來說是否存在投資回報(bào)呢？你如何知道這些？你需要考慮什么？以下提到的內(nèi)容應(yīng)被用來為HLAW建立一個(gè)商業(yè)案例提高的產(chǎn)量你能實(shí)現(xiàn)大批量的循環(huán)焊接任務(wù)嗎？你的上下游業(yè) 務(wù)能處理HLAV的完全輸出嗎？

9、你能夠銷售掉多生產(chǎn)出來的產(chǎn)品嗎？如果一套 HLAW能生產(chǎn)三到五倍于現(xiàn)在你工廠中單個(gè)焊接站的產(chǎn)品，你將如何處理由此而 空出的車間？增加工廠產(chǎn)量帶來的額外毛利通常能為HLAV的投資帶來快速的回報(bào)?？s減的焊接人手你的工廠現(xiàn)在的運(yùn)轉(zhuǎn)是手動(dòng)、機(jī)械化還是全自 動(dòng)呢？目前的工人隊(duì)伍規(guī)模多大，包括焊接工、機(jī)械師、裝配工、物料處理 員、打磨工和搬運(yùn)工？你是否存在困難來吸引和留住熟練焊接工？許多公司今 天面對(duì)自動(dòng)化焊接流程，僅僅是因?yàn)樗麄儾荒芪土糇∈炀毢腹?。這正成為 生存問題，且相比投資回報(bào)，此類經(jīng)濟(jì)問題更為明顯。HLAW：旱接系統(tǒng)需要是全自動(dòng)化的。它能減少某些流程中工人 的數(shù)量到一名機(jī)器操作員。因?yàn)?HLA

10、W清潔且安全，一項(xiàng)操作HLAW設(shè)備的工作 對(duì)于年輕工人來說吸引力要?jiǎng)龠^傳統(tǒng)焊接?？s減的下游勞動(dòng)力成本熱變形是主要的成本來源嗎？你在焊接 后修正和去應(yīng)力方面花費(fèi)了多少時(shí)間和成本？焊接后的布局、機(jī)加工、鉆孔、 裝配調(diào)整、裝飾件、緊固件等工序呢？又有多少時(shí)間耗費(fèi)在精加工、磨削、調(diào) 整平衡、修補(bǔ)等上面？ HLAV是一種低變形的連接手段，能降低或消除不含附加 值的工作及維修工作。HLAV在歐洲造船行業(yè)的應(yīng)用，已經(jīng)顯示出其能夠消除對(duì) 甲板和船頭等通常昂貴且技術(shù)要求高的部分進(jìn)行熱修正的需要。HLAW還能使你將關(guān)鍵的工作轉(zhuǎn)到第一步進(jìn)行，從而降低成本。通過消除二次加工，你能節(jié)省 多少時(shí)間和金錢呢？提升產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品質(zhì)量的提高對(duì)于你的產(chǎn)品來說是一個(gè)賣點(diǎn)嗎？ HLAW能帶來更高的整體配合和完成質(zhì)量，同時(shí)降低或消除可見的缺陷及變形，得到非常平滑一致的焊接外形。質(zhì)量更好的產(chǎn)品或更有吸引力的產(chǎn)品會(huì)幫 助你實(shí)現(xiàn)更高的銷量嗎？除此之外，設(shè)計(jì)師能利用 HLAW獨(dú)特的能力生產(chǎn)出具有 更低重量和更高硬度及強(qiáng)度的產(chǎn)品。復(fù)合焊還能獲得更長的疲勞壽命，焊接質(zhì) 量也是穩(wěn)定可靠的。如果產(chǎn)品質(zhì)量需要既能為創(chuàng)造更高利潤提供機(jī)會(huì)，又能同 時(shí)建立起對(duì)低技術(shù)競(jìng)爭對(duì)手的壁壘，那么