船舶激光技术

2021-10-1 17:12| 查看: 604| 评论: 2

激光焊接是将以聚焦的激光束作为能量源,并且以足够功率密度的激光照射到被焊材料的表面,通过材料表面吸收光能并转化成热能,使被焊材料出现熔化,冷却凝固后实现被焊材料永久性连接,根据激光聚焦后不同的光斑功率密度,可分为热导焊和深熔焊。

目前,国外激光焊接已经在大型豪华邮轮、高速滚装客滚渡船以及先进舰船上应用,而我国激光技术还处在应用起步阶段。

激光电弧复合焊接

目前,激光电弧复合焊接是船厂使用激光焊接的主要方式。

激光电弧复合焊是将激光和电弧两种不同的热源复合(图1和图2),共同作用于工件的同一位置。既发挥了两种热源的优势,又补了各自的不足,因此,具有焊接速度快、单面焊双面成形(图3)、深宽比理想和装配精度低等优势,有助于可以降低焊接变形,提高制造精度。

图1 中船十一所高功率激光电弧复合拼板焊接

图2 船用钢激光电弧复合焊接过程高速摄影

图3 薄板激光电弧复合焊接对接焊缝成形

此外,摆动激光焊接(图4)、环形光斑激光焊接,双光束/三光束激光焊接和远程激光焊接等新型激光焊接工艺已经在汽车、核电和新能源等行业广泛应用。

图4  摆动激光焊接头

例如:摆动激光焊接是通过伺服电机控制两个反射镜的空间相对位置,从而控制激光的偏转角度,进而实现激光束摆动路径的加载。

摆动激光焊接具有提高焊接装配间隙对激光参数的容差性,降低间隙对焊缝成形的影响,此外,在厚板焊接中能提高焊缝侧边熔合性,提高焊缝质量。

大厚板钛合金窄间隙摆动激光热丝焊焊缝,如图5所示。

图5 大厚板钛合金窄间隙摆动激光热丝焊焊缝

因此,随着激光技术的高速发展,未来将会有更多先进的激光焊接技术应用于船舶建造中,从而提高薄板结构的焊接质量和焊接效率,满足精益造船的需求。

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最新评论

引用 长洲居士 2021-10-8 08:18
主要解决环保问题
引用 simon_eagle 2021-10-2 08:31
激光焊接目前在钢质船舶建造中应用还不多,以后应用范围应该会持续扩大。

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造船技术与海洋平台 关注度:4

中国船舶集团有限公司第十一研究所所属《造船技术》、《中国海洋平台》期刊官方专栏。

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