მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგიის გამოყენება სხვადასხვა ძირითად სფეროებში

01 სქელი ფირფიტა ლაზერულ-რკალის ჰიბრიდული შედუღება

სქელი ფირფიტის (სისქე ≥ 20 მმ) შედუღება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს დიდი აღჭურვილობის წარმოებაში ისეთ მნიშვნელოვან სფეროებში, როგორიცაა კოსმოსი, ნავიგაცია და გემთმშენებლობა, სარკინიგზო ტრანსპორტი და ა.შ. გარემო. შედუღების ხარისხი პირდაპირ გავლენას ახდენს აღჭურვილობის მუშაობასა და სიცოცხლეზე. შედუღების ნელი სიჩქარისა და სერიოზული შედუღების პრობლემების გამო, ტრადიციული გაზის დაცვით შედუღების მეთოდი აწყდება გამოწვევებს, როგორიცაა შედუღების დაბალი ეფექტურობა, ენერგიის მაღალი მოხმარება და დიდი ნარჩენი სტრესი, რაც ართულებს წარმოების მზარდი მოთხოვნების დაკმაყოფილებას. თუმცა, ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია განსხვავდება ტრადიციული შედუღების ტექნოლოგიისგან. ის წარმატებით აერთიანებს უპირატესობებსლაზერული შედუღებადა რკალის შედუღება და აქვს შეღწევადობის დიდი სიღრმის, შედუღების სწრაფი სიჩქარის, მაღალი ეფექტურობის და შედუღების უკეთესი ხარისხის მახასიათებლები, როგორც ნაჩვენებია ნახაზი 1-ში. ამიტომ, ამ ტექნოლოგიამ მიიპყრო ფართო ყურადღება და დაიწყო მისი გამოყენება ზოგიერთ ძირითად სფეროში.

ნახაზი 1 ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების პრინციპი

02 სქელი ფირფიტების ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების კვლევა

ნორვეგიის სამრეწველო ტექნოლოგიების ინსტიტუტმა და შვედეთის ლულეს ტექნოლოგიურმა უნივერსიტეტმა შეისწავლეს 15 კვტ-ზე ნაკლები შედუღებული შედუღების სტრუქტურული ერთგვაროვნება 45 მმ სისქის მიკრო-შენადნობი მაღალი სიმტკიცის დაბალი შენადნობის ფოლადისთვის. ოსაკას უნივერსიტეტმა და ეგვიპტის ცენტრალურმა მეტალურგიულმა კვლევითმა ინსტიტუტმა გამოიყენეს 20 კვტ ბოჭკოვანი ლაზერი სქელი ფირფიტების (25 მმ) ლაზერული რკალი ჰიბრიდული შედუღების პროცესის კვლევის ჩასატარებლად, ქვედა ლაინერის გამოყენებით ქვედა კეხის პრობლემის გადასაჭრელად. დანიის Force Technology Company-მ გამოიყენა ორი 16 კვტ დისკის ლაზერი სერიით, რათა ჩაატაროს კვლევა 40 მმ სისქის ფოლადის ფირფიტების ჰიბრიდულ შედუღებაზე 32 კვტ სიმძლავრეზე, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის შედუღება სავარაუდოდ გამოყენებული იქნება ოფშორული ქარის კოშკის ბაზის შედუღებაში. , როგორც ნაჩვენებია სურათზე 2. Harbin Welding Co., Ltd. პირველია ქვეყანაში, ვინც დაეუფლა ძირითადი ტექნოლოგიებისა და აღჭურვილობის ინტეგრაციის ტექნოლოგიას მაღალი სიმძლავრის მყარი ლაზერული დნობის ელექტროდის თაღოვანი სითბოს წყაროს ჰიბრიდული შედუღების. ეს არის პირველი შემთხვევა, როდესაც წარმატებით გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის მყარი ლაზერული ორმაგი მავთულის დნობის ელექტროდის რკალი ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია და აღჭურვილობა ჩემს ქვეყანაში მაღალი დონის მოწყობილობებზე. წარმოება.

სურათი 2. ლაზერული ინსტალაციის განლაგების დიაგრამა

სქელი ფირფიტების ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ამჟამინდელი კვლევის სტატუსის მიხედვით სახლში და მის ფარგლებს გარეთ, ჩანს, რომ ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების მეთოდისა და ვიწრო უფსკრული ღარის კომბინაციამ შეიძლება მიაღწიოს სქელი ფირფიტების შედუღებას. როდესაც ლაზერის სიმძლავრე იზრდება 10000 ვატზე მეტს, მაღალი ენერგიის ლაზერის დასხივების ქვეშ, მასალის აორთქლების ქცევა, ლაზერისა და პლაზმის ურთიერთქმედების პროცესი, გამდნარი აუზის ნაკადის სტაბილური მდგომარეობა, სითბოს გადაცემის მექანიზმი და შედუღების მეტალურგიული ქცევა ცვლილებები მოხდება სხვადასხვა ხარისხით. როდესაც სიმძლავრე იზრდება 10000 ვატზე მეტი, სიმძლავრის სიმკვრივის მატება გაზრდის აორთქლების ხარისხს პატარა ხვრელის მახლობლად და უკუცემის ძალა პირდაპირ გავლენას მოახდენს პატარა ხვრელის სტაბილურობაზე და გამდნარი აუზის დინებაზე. რითაც გავლენას ახდენს შედუღების პროცესზე. ცვლილებები უმნიშვნელო ზეგავლენას ახდენს ლაზერის და მისი კომპოზიტური შედუღების პროცესების განხორციელებაზე. შედუღების პროცესში ეს დამახასიათებელი ფენომენები პირდაპირ ან ირიბად ასახავს შედუღების პროცესის სტაბილურობას გარკვეულწილად და შეუძლია განსაზღვროს შედუღების ხარისხი. ლაზერისა და რკალის ორი სითბოს წყაროს დაწყვილების ეფექტმა შეიძლება აიძულოს ორი სითბოს წყაროს სრული თამაში მისცეს საკუთარ მახასიათებლებს და მიიღონ უკეთესი შედუღების ეფექტი, ვიდრე ერთი ლაზერული შედუღება და რკალის შედუღება. ლაზერული ავტოგენური შედუღების მეთოდთან შედარებით, შედუღების ამ მეთოდს აქვს ძლიერი უფსკრული ადაპტაციის და დიდი შედუღების სისქის უპირატესობა. ვიწრო უფსკრული ლაზერული მავთულის შევსების სქელი ფირფიტების შედუღების მეთოდთან შედარებით, მას აქვს მავთულის დნობის მაღალი ეფექტურობის და კარგი ღაროვანი შერწყმის ეფექტი. . გარდა ამისა, ლაზერის მიზიდულობა რკალისკენ აძლიერებს რკალის სტაბილურობას, რაც აჩქარებს ლაზერულ-რკალის ჰიბრიდულ შედუღებას, ვიდრე ტრადიციული რკალის შედუღება დალაზერული შემავსებლის მავთულის შედუღება, შედარებით მაღალი შედუღების ეფექტურობით.

03 მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების გამოყენება

მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება გემთმშენებლობის ინდუსტრიაში. Meyer Shipyard-მა გერმანიაში დააარსა 12 კვტ CO2 ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების საწარმოო ხაზი კორპუსის ბრტყელი ფირფიტებისა და გამაგრებლების შესადუღებლად, რათა მიაღწიოს 20 მ სიგრძის ფილე შედუღების ფორმირებას ერთი ნაბიჯით და შეამციროს დეფორმაციის ხარისხი 2/3-ით. GE-მ შეიმუშავა ბოჭკოვანი ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების სისტემა, მაქსიმალური გამომავალი სიმძლავრით 20 კვტ, USS Saratoga ავიამზიდის შესადუღებლად, რაც დაზოგავს 800 ტონა შედუღების ლითონს და ამცირებს სამუშაო საათებს 80%-ით, როგორც ნაჩვენებია სურათზე 3. CSSC 725 იღებს 20 კვტ ბოჭკოვანი ლაზერული მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების სისტემა, რომელსაც შეუძლია შედუღების დეფორმაციის შემცირება 60%-ით და გაზარდოს შედუღების ეფექტურობა 300%-ით. Shanghai Waigaoqiao Shipyard იყენებს 16 კვტ ბოჭკოვანი ლაზერის მაღალი სიმძლავრის ლაზერულ-რკალის ჰიბრიდულ შედუღების სისტემას. საწარმოო ხაზი იყენებს ლაზერული ჰიბრიდული შედუღების + MAG შედუღების ახალ პროცესურ ტექნოლოგიას, რათა მიაღწიოს ცალმხრივ ცალმხრივ შედუღებას და 4-25 მმ სისქის ფოლადის ფირფიტების ორმხრივ ფორმირებას. მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია ფართოდ გამოიყენება ჯავშანტექნიკაში. მისი შედუღების მახასიათებლებია: დიდი სისქის რთული ლითონის კონსტრუქციების შედუღება, დაბალი ღირებულება და მაღალი ეფექტურობის წარმოება.

სურათი 3. USS Sara Toga ავიამზიდი

მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია თავდაპირველად გამოიყენება ზოგიერთ ინდუსტრიულ დარგში და გახდება მნიშვნელოვანი საშუალება დიდი კონსტრუქციების ეფექტური წარმოებისთვის საშუალო და დიდი კედლის სისქით. ამჟამად არ არის გამოკვლევები მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების მექანიზმის შესახებ, რომელიც საჭიროებს შემდგომ გაძლიერებას, როგორიცაა ფოტოპლაზმასა და რკალს შორის ურთიერთქმედება და რკალსა და გამდნარ აუზს შორის. ჯერ კიდევ ბევრი გადაუჭრელი პრობლემაა მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების პროცესში, როგორიცაა ვიწრო პროცესის ფანჯარა, შედუღების სტრუქტურის არათანაბარი მექანიკური თვისებები და შედუღების ხარისხის რთული კონტროლი. სამრეწველო კლასის ლაზერების გამომავალი სიმძლავრე თანდათან იზრდება, მაღალი სიმძლავრის ლაზერული რკალის ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგია სწრაფად განვითარდება და სხვადასხვა სახის ლაზერული ჰიბრიდული შედუღების ტექნოლოგიები გაგრძელდება. ლოკალიზაცია, ფართომასშტაბიანი და ინტელექტუალიზაცია მნიშვნელოვანი ტენდენციები იქნება მომავალში მაღალი სიმძლავრის ლაზერული შედუღების აღჭურვილობის განვითარებაში.