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打破技术的冰封激光电弧复合焊接装备冲上云端激光电源

激光电源    
2020年12月03日

激光-电弧复合焊接结合了激光和电弧两个独立热源各自的优点(如激光热源具有高的能量密度、极优的指向性、及透明介质传导的特性,电弧等离子体具有高的热-电转化效率、低廉的设备成本的运行成本、技术发展成熟等优势),极大程度地避免了二者的缺点(如金属材料对激光的高反射率造成的激光能量损失、激光设备高的设备成本、低的电-光转化效率等,电弧热源较低的能量密度、高速移动时放电稳定性差等)。

同时,二者的有机结合衍生出了很多新的特点(高能量密度、高能量利用率、高的电弧稳定性、较低的工装准备精度以及待焊接工件表面质量等),使之成为具有极大应用前景的新型焊接热源。

但长期以来我国这方面的焊接技术主要依赖国外,没有形成自己的独立技术体系,缺乏用于工业加工生产的作业装备,但经过我国科研学者及专家的努力终于攻克了这块拦路石,取得了突破性的成果。近日,我国石油天然气管道局(以下简称“管道局”)研制的激光电弧复合焊接装备顺利通过专家测试,这也意味着国内首台激光电弧复合焊接装备研制成功。接下来,针对激光电弧复合焊接装备,管道局还将继续进行野外试验及稳定性改善等深入研究,进一步降低成本及提升焊接速度。

自2009年开始,管道局便开展“管道全位置激光/电弧复合焊接技术前期研究”。并在2011年和2014年先后承接了“油气管道高效焊接与检测新技术研究”和“油气管道高效焊接新技术研究”课题研究,为激光电弧复合焊接装备的研制成功做了充分的理论和试验研究。

管道局研制的激光电弧复合焊接装备将激光焊接和电弧焊接的优点有机结合起来,具有焊接熔深大、焊缝力学性能好、一次焊层厚等特点。测试结果表明,该装备一次可焊透钝边厚度7.81毫米至8.18毫米,焊接速度为每分钟1.15米,与目前所使用的自动焊装备相比,不但减少了焊接层数,节约焊材50%,还使焊接速度提高了两倍,达到了国际先进水平。

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