1 października 2022

Niekontrolowane i nadmierne odkształcenia w konstrukcjach spawanych mają wpływ na zwiększenie kosztów pracy, ponieważ zniekształcone części trzeba później poddawać procesom prostowania, a nawet niszczyć źle wykonane elementy, jeżeli nie uda się ich już w żaden sposób naprawić. Należy również pamiętać, że dokładne zamocowanie części przed ich połączeniem nie gwarantuje pełnego sukcesu. Konstrukcje bez widocznych odkształceń mogą posiadać w swojej strukturze naprężenia, które ujawnią się dopiero w trakcie użytkowania.
Producenci urządzeń i materiałów spawalniczych ciągle pracują nad wprowadzaniem ulepszeń do technologii łączenia metali w celu zwiększenia wydajności i jakości procesów. Od czasów II wojny światowej, podczas której opracowano technologię łączenia aluminium oraz innych metali nieżelaznych metodą spawania łukowego elektrodą metalową w osłonie gazu (GMAW – gas metal arc welding), stale powstają nowe techniki. Ostatnio dużą popularnością cieszą się rozmaite procesy hybrydowe.



Spawanie laserowe (LBW – laser beam welding) charakteryzuje się wieloma zaletami związanymi z generowaniem energii o dużym natężeniu i stopniu skupienia, małą strefą wpływu ciepła oraz wysokimi wskaźnikami ogrzewania i chłodzenia. Wielkość plamki lasera można regulować od 0,2 do 13 mm, chociaż w praktyce wykorzystuje się tylko mniejsze średnice plamek. Głębokość penetracji jest proporcjonalna do ilości dostarczonej energii, ale zależy także od lokalizacji tzw. punktu ogniskowego – jest największa, gdy punkt jest zlokalizowany nieco poniżej powierzchni łączonych przedmiotów.
Hybrydowe spawanie laserem (HLAW – hybrid laser arc welding) łączy w sobie cechy spawania laserowego z metodami MIG i MAG, zaliczanymi do technologii GMAW, co pozwala na dokładne wypełnienie szczeliny między łączonymi częściami przy jednoczesnym zachowaniu dużej prędkości procesu właściwej dla metody LBW.
Firma ESAB unowocześniła hybrydowe spawanie laserowe wprowadzając technologię Hybrio. System ten umożliwia spawanie z prędkościami od 3 do 10 razy większymi niż we wcześniej stosowanych technikach spawalniczych. Jednocześnie technologia Hybrio zużywa 80-90 % mniej energii, co znacząco wpłynęło na zwiększenie wydajności spawania. Wykonane spoiny mają bardzo dobre parametry ze względu na małą strefę wpływu ciepła oraz głęboką penetrację łączonych części.

Ważnym elementem technologii Hybrio jest system sterowania zakupiony od spółki Applied Thermal Sciences Inc., który umożliwia monitorowanie wykonywanego połączenia w czasie rzeczywistym tak, aby parametry procesu mogły być stale modyfikowane w celu uwzględnienia zmian grubości materiałów i szerokości szczelin.

Niedawno metodę hybrydowego spawania laserem wprowadziła w swoich zakładach firma GE, która jest pionierem wykorzystania laserów w procesach produkcyjnych, począwszy od laserowego wiercenia łopatek turbin lotniczych, aż po pierwsze w historii użycie laserów do powierzchniowej obróbki łopatek wentylatorów w celu zwiększenia ich wytrzymałości. Firma podkreśla korzyści płynące z nowej technologii:
– spawanie metodą HLAW jest znacznie szybsze od metod tradycyjnych – spawając duże kadłuby, np. okrętów wojennych można zaoszczędzić nawet do 80% czasu spawania;
– większa wydajność – wykorzystując lasery wysokiej mocy, można spawać stal do grubości 20 mm za jednym przejściem;
– niższe koszty transportu – już nie trzeba przewozić gotowych, pospawanych elementów na miejsce ich finalnego montażu, np. do stoczni – system HLAW jest przenośny i znacznie taniej jest zawieźć go do klienta, aby wykonać prace spawalnicze na miejscu.

źródło: www.engineerlive.com