Principy návrhu procesu a analýza technologií zařízení pro laserové opláštění
October 28, 2019
1. Charakteristiky tradičních procesů svařování s využitím tepelných zdrojů
Při autogenním navařování se rozlišují tři typy plamenů na základě jejich charakteristik: neutrální plamen, cementační plamen a oxidační plamen. Pro efektivní řízení spalování a oduhličení částic karbidu wolframu se obvykle používá cementační plamen s teplotním rozsahem 2700–3500 °C. I když cementační plamen zvyšuje obsah uhlíku v nanesené svarové vrstvě, jeho relativně nižší teplota zdroje tepla může ovlivnit účinnost procesu navařování.
Naproti tomu svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu (TIG) může dosáhnout teplot přes 4000 °C. V tomto procesu je zásadní přesná regulace příkonu tepla do svařovacího drátu. Standardní operační postup zahrnuje ohřev základního materiálu do zrcadlově roztaveného stavu pomocí oblouku, následné odpovídající ohřev svařovacího drátu před rychlým podáním drátu do zóny oblouku.
2. Technické výzvy a procesní obtíže
Během svařovacího procesu je klíčovou výzvou zabránit nadměrnému tavení a spalování svařovacího drátu v oblouku. Přestože jsou na trhu k dispozici různé tyče nebo dráty z karbidu wolframu, při použití ve výše uvedených svařovacích metodách inherentní omezení mechanismu tavení materiálů z karbidu wolframu často vedou k neoptimálním výsledkům plátování.
Průmysl naléhavě potřebuje nový proces, který by zabránil spalování částic karbidu wolframu a zajistil jejich pevné uchycení k navařovací vrstvě. Je však důležité poznamenat, že karbid wolframu má výrazně vyšší hustotu než typická roztavená ocel, což způsobuje, že se částice karbidu wolframu během přivádění snadno usazují na dně roztavené lázně. To má za následek stratifikační efekt mezi karbidem wolframu a plátovacím materiálem, což ztěžuje rovnoměrné rozložení částic karbidu wolframu v navařovací vrstvě. V důsledku toho nemusí navařovací vrstva dosáhnout požadovaných vlastností odolných proti opotřebení.
3. Inovativní design technologie zavěšeného obkladu
Konfigurace zařízení a předúprava
Ocelový obrobek je přesně upevněn na montážní plošinu tak, aby svařovaná plocha směřovala nahoru. Po dokončení upnutí je ocelový obrobek předehřát, aby se vytvořily optimální podmínky pro následné svařování.
Optimalizace systému dodávky karbidu wolframu
Spodní část výtlačné trubice z karbidu wolframu je umístěna v úhlu 30°–45° ke svislé rovině. Konec výtlačné trubice je navíc udržován v optimální vzdálenosti 20–35 mm od povrchu svařovaného ocelového obrobku.
Integrace svařovacích systémů
Přesným nastavením svařovacího zařízení se vodou chlazený svařovací hořák umístí přímo nad oblast opláštění ocelového obrobku. Hořák by měl pokrýt oblast odebírání v obou směrech, a to jak vpřed, tak i vzad. Svařovací drát je do vodou chlazeného svařovacího hořáku rovnoměrně podáván podavačem drátu a před zahájením svařování se aktivuje systém cirkulace chladicí vody svařovacího hořáku, aby se zajistilo optimální tepelné řízení zařízení.
4. Technologie elektromagnetického řízení a stabilizace oblouku
Na obou stranách vodou chlazené svařovací matrice jsou instalována elektromagnetická vychylovací zařízení, včetně primárních a sekundárních spirálových cívek. Při průchodu střídavého proudu těmito cívkami se generuje stabilní elektromagnetické pole, které účinně řídí chování oblouku.
Pod koordinací řídicího systému podavač drátu přesně dodává svařovací drát do svařovací oblasti pod vodou chlazenou svařovací matricí. Vysoký proud poté protéká tělem svařovacího hořáku, svařovacím drátem a startérem oblouku, čímž se na obloukové desce vytvoří stabilní a účinný oblouk. To zajišťuje spolehlivý zdroj tepla pro vysoce kvalitní navařování.
5. Role společnosti Greenstone-Tech v rozvoji technologie laserového opláštění
Společnost Greenstone-Tech se zavázala k neustálé optimalizaci procesních parametrů a řešení systémové integrace pro zařízení pro laserové navařování. Díky hluboké analýze technických úzkých míst tradičních procesů se Greenstone-Tech zaměřuje na poskytování pokročilejších a spolehlivějších technologických řešení v oblasti povrchového inženýrství zákazníkům.
Michael Shea
Michael Shea – Ředitel pro zahraničí, vedoucí globálního rozvoje obchodu a hlavní technický inženýr Michael Shea působí jako ředitel pro zahraničí společnosti Greenstone a je vysoce všestranným hlavním technickým inženýrem. Spojuje globální obchodní vedení s hlubokými multidisciplinárními znalostmi v oblasti laserového navařování, aditivní výroby kovů DED, laserového čištění, laserového kalení, modernizace průmyslových zařízení a integrace pokročilých výrobních systémů. Díky rozsáhlým zkušenostem s rozvojem mezinárodních trhů i s implementací komplexních průmyslových technologií hraje Michael klíčovou roli v globální expanzi společnosti Greenstone a zároveň zajišťuje technickou dokonalost v rozmanitých zákaznických aplikacích. Jeho jedinečná profesionální síla spočívá v bezproblémové integraci obchodní strategie, inženýrských znalostí a…