Промышленное применение гибридной лазерно-дуговой сварки (Обзор)

Abstract

Совершенствование сварочных технологий является необходимым условием прогресса промышленного производства. Создание новых конструкций часто требует применения высокопроизводительных процессов сварки, обеспечивающих минимизацию остаточных деформаций. К сожалению, возможности традиционных дуговых технологий не всегда соответствуют таким требованиям. Лазерные технологии сварки также не всегда приемлемы в связи с высокой стоимостью оборудования и требованиями к подготовке свариваемых соединений. В последние годы все большее распространение получают гибридные лазерно-дуговые сварочные технологии, сочетающие преимущества дуговых и лазерных процессов. Поэтому в данной работе выполнен обзор современных тенденций развития гибридной лазер-МИГ сварки металлов и сплавов. Показано, что одновременно с продолжением научных исследований, к таким тенденциям относится промышленное внедрение (например, в различных отраслях транспортной, химической, энергетической и пищевой промышленности), ориентированное на частичную замену лазерной и дуговой сварочных технологий. Приведены примеры таких внедрений. Отмечена разработка новых технологий гибридной сварки, ориентированных на соединение различных по химическому составу и геометрии конструкций, а также создание нового промышленного оборудования для реализации этих технологий. В условиях начавшегося в последнее десятилетие нового этапа развития лазерной техники, связанного с широким промышленным внедрением волоконных и дисковых лазеров, вопрос о предпочтении лазерной или гибридной сварки стал предметом тщательного научно-технического и экономического анализа.

Welding technology improvement is the prerequisite for progress of industrial production. Development of new structures often requires application of high-efficient welding processes, which ensure minimizing the residual deformations. Unfortunately, capabilities of the traditional arc technologies do not always meet such requirements. Laser welding technologies are not always acceptable, either, in view of the high equipment cost and requirements to preparation of items to be welded. Over the recent years hybrid laser-arc welding technologies, combining the advantages of arc and laser processes, have become ever wider accepted. Therefore, this work is a review of modern tendencies in development of hybrid laser-MIG welding of metals and alloys. It is shown that alongside continuation of research, such tendencies include industrial application (for instance, in different sectors of transportation, chemical, power and food industry) oriented towards partial replacement of laser and arc welding technologies. Examples of such applications are given. Development of new technologies of hybrid welding, focused on joining structures differing by their composition and geometry, as well as designing new production equipment for realization of these technologies is noted. Under the conditions of a new stage in laser equipment development, which began in the last decade, and which is associated with a broad industrial introduction of fibre and disc lasers, the issue of selection of laser or hybrid welding has become the subject of scientific-technical and economic analysis.