Лазерная сварка титановых труб: Повышение эффективности и точности

В процессе сварки труб из титанового сплава на заводе глубина шва определяется толщиной титановой трубы.

Поэтому цель производства - улучшить формуемость за счет уменьшения ширины шва и одновременного достижения более высоких скоростей. При выборе наиболее подходящего лазера нельзя ограничиваться только качеством луча, необходимо также учитывать точность трубопрокатного станка.

Кроме того, до того, как неточности в размерах прокатная машина в первую очередь необходимо учитывать ограничения, возникающие при уменьшении размера пятна луча.

Существует множество уникальных проблем, связанных с размерами при сварке титановых труб, но основной фактор, влияющий на процесс сварки это шов на сварочной коробке.

Когда титановая пластина после формовки готова к сварке, характеристики сварной шов К ним относятся: зазоры между титановыми пластинами, сильное или незначительное смещение при сварке, а также изменение центральной линии шва. Зазор определяет количество материала, необходимого для формирования сварочной ванны.

Чрезмерное давление может привести к образованию излишков материала в верхней части или на внутреннем диаметре титановый сплав сварной трубы. С другой стороны, сильное или незначительное смещение при сварке может привести к плохая сварка внешний вид.

В обоих сценариях титановая пластина разрезается и очищается, сворачивается в рулон, а затем подносится к месту сварки. Кроме того, для охлаждения индукционной катушки, используемой в процессе нагрева, применяется охлаждающая жидкость.

Наконец, в процессе экструзии используется некоторое количество охлаждающей жидкости. Здесь к экструзионному ролику прикладывается большое усилие, чтобы избежать пористости в зоне сварки; однако использование большего усилия экструзии может привести к увеличению заусенцев (или сварочных шариков). Поэтому используются специально разработанные инструменты для удаление заусенцев изнутри и снаружи трубки.

Одним из главных преимуществ процесса высокочастотной сварки является его способность обрабатывать титановые трубы на высоких скоростях. Однако типичной ситуацией для большинства видов ковки в твердой фазе является то, что точки сварки при высокочастотной сварке нелегко надежно проверить с помощью обычных неразрушающих методов.

Трещины при сварке могут появляться в тонких плоских областях низкопрочных соединений, которые традиционные методы не могут обнаружить, что потенциально снижает надежность некоторых высоконадежных автомобильных систем.

Традиционно производители титановых труб выбирают газ Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) для завершения процесса сварки. При сварке GTAW образуется электрическая сварка дуга между двумя нерасходуемыми вольфрамовыми электродами.

Одновременно с этим инертный защитный газ подается из горелки для экранирования электродов, создания ионизированного потока плазмы и защиты расплавленной сварочной ванны.

Это устоявшийся и хорошо изученный процесс, который неизменно обеспечивает высокое качество сварки. Таким образом, успех процесса сварки труб из титановых сплавов зависит от интеграции всех отдельных технологий, что обуславливает необходимость рассматривать его как комплексную систему.

В полностью титановой трубке сварочные работыКрая титанового листа расплавляются, и при сжатии краев титановой трубки с помощью зажимной скобы происходит затвердевание. Однако, лазерная сварка характеризуется высокой плотностью пучка энергии.

Лазерный луч не только расплавляет поверхность материала, но и создает ключевое отверстие, в результате чего получается узкий профиль сварного шва. Для сварки труб из титанового сплава сначала формируется плоский титановый лист, который затем превращается в цилиндрическую трубу.

После формовки швы трубы из титанового сплава должны быть сварены. Этот шов существенно влияет на формуемость детали. Поэтому выбор подходящего техника сварки имеет решающее значение для получения профиля сварного шва, который может соответствовать строгим требованиям к испытаниям, предъявляемым в обрабатывающей промышленности.

Безусловно, газовая дуговая сварка (GTAW), высокочастотная сварка (HF) и лазерная сварка нашли свое применение в производстве труб из титановых сплавов.