הצגת ריתוך היברידי לייזר

ריתוך היברידי לייזר (LHW), כתהליך ריתוך מתקדם, משלב באופן אורגני לייזר אנרגיה גבוהה עם מקור חום קשת חשמלי (המכונה בדרך כלל ריתוך גז מתכת-אינרט, ריתוך גז מופעל על ידי מתכת (MAG) וריתוך גז טונגסטן-אינרט (TIG). במהלך תהליך הריתוך, שני מקורות החום הללו מסוננים במדויק בממדי הזמן והמרחב. לייזר האנרגיה הגבוהה, עם צפיפות האנרגיה הגבוהה ביותר שלו, ממיס במהירות את חומר הבסיס ויוצר אפקט חור קטן, ואילו מקור החום של ARC ממלא ומרחיב את הבריכה המותכת על ידי שימוש ביכולת החדירה הגבוהה שלה. השניים משלימים זה את זה כדי לשפר מאוד את איכות הריתוך ואת היעילות, תוך פריצת המגבלות של שיטות ריתוך יחיד מסורתיות.

1. רכיבי הליבה

1) לייזר
לייזר Fiber: עם יעילות גבוהה, איכות קרן טובה, תחזוקה קלה ויתרונות מצטיינים אחרים, הנמצאים בשימוש נרחב בריתוך מורכב בלייזר מודרני. המבנה הקומפקטי ומצב ההעברה הגמיש שלו, קל לשילוב במערכת הריתוך האוטומטית.

לייזר Co₂: עם היסטוריה ארוכה ותפוקת כוח יציבה, עדיין יש לה יישומים חשובים בכמה שדות תעשייתיים ספציפיים, כמו ריתוך צלחות עבות ותרחישים אחרים.

2) מערכות קשת
-מיג/מג: בגלל מהירות ריתוך מהירה וקצב התצהיר גבוה, הוא מתאים במיוחד לריתוך של חומרי צלחת בינוניים ועבים, ויכול לשפר ביעילות את יעילות הייצור תוך הבטחת איכות ריתוך.

-זה: עם יציבות הקשת שלו, דיוק תהליך הריתוך ותכונות הניתנות לשליטה, הוא הפך לבחירה המועדפת בתחום ריתוך הדיוק, ומשמש לרוב לריתוך צלחות ורכיבים דקים עם דרישות גבוהות במיוחד לאיכות הריתוך.

3) מנגנון הזנת תיל
במהלך תהליך הריתוך, מנגנון הזנת החוט ממלא את החוט באופן מדויק וסינכרוני. על ידי שליטה סבירה על מהירות הזנת החוט וזווית, היא יכולה לשפר ביעילות את הגיאומטריה ואת איכות הדפוס של תפר הריתוך, ולהבטיח את חוזק ותפר של התפר הריתוך.

4) מערכת בקרה
מערכת הבקרה המתקדמת מפקחת ומתאימה את כוח הלייזר, זרם הקשת, מהירות הריתוך ופרמטרים מרכזיים אחרים בזמן אמת. בעזרת טכנולוגיית החיישן והאלגוריתמים החכמים, על פי המשוב בזמן אמת בתהליך הריתוך, מיטוב באופן דינמי את ההשפעה הסינרגיסטית של שני מקורות החום כדי להבטיח את היציבות והעקביות של תהליך הריתוך.

5) מערכת קירור
מערכת הקירור מקררת ברציפות את הלייזר, אקדח ריתוך קשת ורכיבי מפתח אחרים כדי למנוע את התחממות יתר של הציוד בגלל פעולת עומס גבוה ארוכת שנים. קירור יציב מבטיח את האמינות וחיי השירות של ביצועי הציוד, והוא תמיכה חשובה לשמירה על הפעולה היציבה של מערכת הריתוך.

2. היתרונות הייחודיים
1) יעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה
בהשוואה לריתוך קשת מסורתי, המהירות של ריתוך מורכב בלייזר מוגברת מאוד ב- 30% - 50%. ביחידה זמן יכול להשלים יותר עבודות ריתוך, שיפור משמעותי בפריון. יחד עם זאת, ניצול האנרגיה שלו גבוה יותר, צריכת האנרגיה מצטמצמת משמעותית, בהתאם לצרכי הפיתוח של ייצור ירוק מודרני בתעשייה.

2) תפר ריתוך איכותי
יחס עומק לרוחב גדול: הוא יכול להגיע ל 10: 1 מדהים, שיכול לממש עומק עמיק יותר של היתוך תוך שמירה על רוחב ריתוך צר יותר ולהפחתת האזור המושפע בחום של חומר הבסיס.

עיוות חום נמוך: בקרת מקור חום מדויקת ותהליך ריתוך מהיר מקטין מאוד את מידת עיוות החום של המבנה המרותך, וזה חיוני לחלקים ריתוך עם דרישות דיוק ממדיות קפדניות.

פגמים חסרי פגמים: השפעת מקור החום הסינרגיסטית מפחיתה ביעילות את יצירת הפגמים כמו נקבוביות וסדקים בריתוך, ומשפרת את האיכות הפנימית ואת התכונות המכניות של הריתוך.

3) יכולת הסתגלות חזקה
מגוון רחב של חומרים הניתנים לריתוך: כיסוי פלדה, אלומיניום, טיטניום וחומרי מתכת אחרים, בין אם מדובר בפלדה מבנית רגילה, או שדה אווירי של חומרי סגסוגת טיטניום מתקדמים, ריתוך מורכב בלייזר יכול להראות ביצועים ריתוך טובים.

-סובלנות גבוהה לפער הרכבה: מסוגל להסתגל לפער ההרכבה של 0. 5 - 1 מ"מ, הפחתת דרישות דיוק ההרכבה של הריתוך, ושיפור נוחות הייצור וגמישותו.

4) כלכלה
למרות העלות הגבוהה יחסית של רכישת ציוד בשלב המוקדם, בטווח הרחוק, בגלל מהירות הריתוך היעילה שלה, עיבוד חוזר מינימלי וצריכת אנרגיה נמוכה, זה יכול להפחית משמעותית את עלויות הייצור הכוללות, עם יתרונות כלכליים משמעותיים.

3. יישומים טיפוסיים
1) ייצור רכב
בריתוך גוף של מנועי טסלה, זורקת ריתוך מורכב של לייזר - MIG. הוא מבין חיבור גוף בעל חוזק גבוה, מקטין למעשה את מספר חלקי מבנה הגוף, לא רק משפר את חוזק ובטיחותו הכוללת של הגוף, אלא גם מפחית את משקל המכונית באמצעות תכנון קל משקל, משפר את יעילות האנרגיה ודוחף את תעשיית הרכב להתפתח לכיוון של יעיל וידידותי יותר לסביבה.

2) חלל
ריתוך העור של הכנף של Airbus A380 מאמצת טכנולוגיית ריתוך מורכבת של לייזר. טכנולוגיה זו פתרה בהצלחה את בעיית העיוות הקל של ריתוך מבנה דק-קירות, ובעוד שהבטיחה את החוזק המבני והביצועים האווירודינמיים של האגף, היא עונה על הדרישות המחמירות של שדה חלל וחלל לדיוק גבוה ואמינות גבוהה של חלקים, ומספקת תמיכה טכנולוגית מרכזית לתכנון קלים ותכנון ביצועים גבוהים של כלי רכב אווירית.

3) בניית ספינות תעשייה כבדה
עבור צלחת הפלדה העבה של יותר מ 20 מ"מ הנפוצה בבניית ספינות, ריתוך מורכב בלייזר יכול לממש חדירת ריתוך בודד, ולהחליף את תהליך הריתוך המסורתי של קשת רב-מעבר. שינוי זה מקצר מאוד את זמן הריתוך, מפחית עיוות ריתוך, משפר את הפרודוקטיביות ואת איכות הריתוך של בניית ספינות ומשפר את היציבות והאמינות הכללית של מבני הספינה.

4) אנרגיה חדשה
חבילת סוללות חשמל: באריזת סוללות החשמל איטום ריתוך של רכבי אנרגיה חדשים, ריתוך מורכב בלייזר מבטיח איטום ובטיחות של חבילת הסוללה מכוח בקרת האנרגיה המדויקת שלה ודפוס הריתוך האיכותי שלה, ומונע למעשה את חייו של האלקטרוליט לדלוף וזיהומים חיצוניים, והארכת חיי השירות של הסוללה.

-צינור תחנת הכוח הגרעינית: משמש לתיקון צינור של תחנת כוח גרעינית, הטכנולוגיה יכולה להיות בתנאי עבודה מורכבים ותקני בטיחות גבוהים, כדי להשיג תיקון ריתוך אמין של צינורות, כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה והיציבה של מערכת הצינור של תחנת הכוח הגרעינית.

4 מגמות פיתוח
1) שדרוג אינטליגנטי
הצגת טכנולוגיית AI, באמצעות ניטור בזמן אמת אחר צורת הבריכה המותכת, טמפרטורה, מצב זרימה ופרמטרים מרכזיים אחרים, השימוש באלגוריתמים חכמים כדי להתאים באופן דינמי את כוח הלייזר, זרם קשת ופרמטרי ריתוך אחרים. היא מיוצגת על ידי מערכת ההסתגלות של חברת IPG ​​הגרמנית, היא יכולה לממש את השליטה ההסתגלות בתהליך הריתוך, לשפר עוד יותר את היציבות והעקביות של איכות הריתוך ולהסתגל לתנאי הריתוך המורכבים והמשתנים.

2) פריצת דרך חומרית
מחויב להתגבר על קשיי הריתוך של נחושת, סגסוגת אלומיניום וחומרים רפלקטיביים אחרים. בשל ההשתקפות הגבוהה של חומרים אלה בלייזר, שיטות הריתוך המסורתיות מועדות לניצול אנרגיה נמוך, חוסר יציבות בתהליך הריתוך ונושאים אחרים. באמצעות פיתוח תהליכי ריתוך חדשים ואופטימיזציה של שיטות שילוב מקור חום, הוא צפוי להשיג ריתוך איכותי של חומרים רפלקטיביים ביותר, אשר יקדם מאוד את ההתפתחות הטכנולוגית של כלי רכב חשמליים ושדות אחרים.

3) ייצור ירוק
התאם גז מיגון נקי, כמו תערובת הליום-ארגון וכו ', כדי להפחית פיח וריזוז שנוצרו במהלך תהליך הריתוך, ולהפחית את ההשפעה על הסביבה ובריאות המפעילים. במקביל, אופטימיזציה נוספת של פרמטרי הריתוך, שיפור יעילות האנרגיה, לקראת כיוון הייצור הירוק ובר קיימא.

4) ויסות מיקרו
חקור את שיטת הריתוך החדשה של לייזר מהיר במיוחד ומורכב מיקרו-קשת כדי לממש ריתוך דיוק ננומטורי. לטכנולוגיה זו יש פוטנציאל יישום רחב בתחום ייצור המכשירים הרפואיים ודרישות דיוק גבוהות במיוחד, כדי לענות על הביקוש לריתוך איכותי של מבני דיוק זעירים, ולקדם פיתוח טכנולוגיית ייצור מיקרו-ננו.

5. השוואה טכנולוגית

ריתוך מורכב בלייזר מכוח היתרונות הייחודיים של סינרגיה רב-אנרגטית, הופך יותר ויותר לטכנולוגיית ליבה חיובית בתחום הייצור המתקדם. עם החדשנות והפיתוח הרציף של הטכנולוגיה, הדפסת התלת מימד שלה בחלל, אלקטרוניקה גמישה ואזורים מתעוררים אחרים מראים גם פוטנציאל רב ליישום, ימשיכו לקדם את ענף הייצור המודרני לכיוון איכותי יותר, יעיל יותר, אינטליגנטי יותר.