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无惧厚板！德国开发出新型粗丝混合激光弧焊工艺

2024-09-29 10:35

汉诺威激光中心（LZH）正致力于提升厚钢构件的激光焊接质量，为此，他们正积极研发一种创新的粗丝混合激光弧焊技术。

在焊接厚重的板材时，面对需要闭合的大缝隙，传统多层焊接方法显得效率低下。

为此，?koHybrid项目的研究团队提出了一种革命性的方案：采用直径3毫米的粗金属丝，旨在通过减少焊接层数来加速填充过程，从而提高生产效率和资源利用率。

为实现这一目标，他们引入了额外的激光束，旨在进一步加速焊接过程并确保其稳定性。作为“?koHybrid”项目的重要组成部分，LZH科学家专注于细晶粒结构钢的焊接技术，这种钢材厚度可达20毫米，广泛应用于船舶、车辆及管道建设等领域。

为此，他们设计并建造了一种新型的混合加工头，巧妙地将3千瓦商用激光束源与高达40千瓦的先进焊接电源相结合，以期达到最佳焊接效果。

项目合作方ELMA-Tech负责提供高效焊接电源，而F?rster Welding Systems则致力于构建完整的混合焊接系统。同时，Wests?chsische Hochschule Zwickau将承担MSG焊接工艺的基础研究及焊接接头的严格测试与评估工作。

混合激光电弧焊技术的核心优势在于它融合了粗丝气体金属电弧焊的高沉积率与激光束焊接的高速度、高精度，实现了焊接效率与质量的双重飞跃。特别地，3毫米粗丝的应用显著减少了焊接层数，提高了工作效率，而附加的激光束则进一步增强了焊接过程的稳定性。

细晶粒结构钢以其高强度特性著称，使得在保持相同强度下可使用更薄的材料，从而减轻组件重量。

然而，这种材料对焊接工艺的要求极为苛刻，冷却速度的控制尤为关键：过慢会导致强度和韧性下降，过快则可能产生高硬度裂缝。因此，LZH科学家们致力于在保持适宜冷却时间的同时，大幅提升焊接速度与沉积速率。

“更大丝径激光束MIG混合焊接工艺开发”子项目得到了德国联邦经济事务和气候行动部的大力资助，作为“使用更大丝径激光MSG混合焊接的细晶结构钢经济高性能焊接(?koHybrid)”项目的一部分，该项目隶属于中小企业中央创新计划，旨在推动焊接技术的创新与进步。

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