பல்வேறு முக்கியத் துறைகளில் உயர் சக்தி லேசர்-வில் கலப்பு பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு

01 தடிமனான தகடு லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு

விண்வெளி, கடல்வழிப் போக்குவரத்து மற்றும் கப்பல் கட்டுதல், இரயில் போக்குவரத்து போன்ற முக்கியத் துறைகளில் பெரிய உபகரணங்களின் உற்பத்தியில், தடிமனான தகடுகளை (தடிமன் ≥ 20 மிமீ) பற்றவைத்தல் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது. இந்தக் கூறுகள் பொதுவாக அதிக தடிமன், சிக்கலான இணைப்பு வடிவங்கள் மற்றும் சிக்கலான சேவைச் சூழல்களைக் கொண்டிருக்கின்றன. பற்றவைப்பின் தரம், உபகரணத்தின் செயல்திறன் மற்றும் ஆயுட்காலத்தில் நேரடித் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மெதுவான பற்றவைப்பு வேகம் மற்றும் கடுமையான சிதறல் பிரச்சனைகள் காரணமாக, பாரம்பரிய வாயு கவச பற்றவைப்பு முறையானது குறைந்த பற்றவைப்புத் திறன், அதிக ஆற்றல் நுகர்வு மற்றும் பெரிய எஞ்சிய அழுத்தம் போன்ற சவால்களை எதிர்கொள்கிறது. இதனால், தொடர்ந்து அதிகரித்து வரும் உற்பத்தித் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது கடினமாகிறது. இருப்பினும், லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பம் பாரம்பரிய பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பத்திலிருந்து வேறுபட்டது. இது பல்வேறு தொழில்நுட்பங்களின் நன்மைகளை வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கிறது.லேசர் வெல்டிங்மேலும் ஆர்க் வெல்டிங், படம் 1-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அதிக ஊடுருவல் ஆழம், வேகமான வெல்டிங் வேகம், உயர் செயல்திறன் மற்றும் சிறந்த வெல்டிங் தரம் போன்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. எனவே, இந்தத் தொழில்நுட்பம் பரவலான கவனத்தை ஈர்த்து, சில முக்கியத் துறைகளில் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளது.

படம் 1 லேசர்-ஆர்க் கலப்பு பற்றவைப்பின் கொள்கை

02 தடிமனான தகடுகளின் லேசர்-ஆர்க் கலப்பு பற்றவைப்பு குறித்த ஆராய்ச்சி

நார்வேயின் தொழில்துறை தொழில்நுட்ப நிறுவனம் மற்றும் ஸ்வீடனின் லூலே தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் ஆகியவை, 45 மிமீ தடிமன் கொண்ட நுண்-கலப்பு உயர்-வலிமை குறைந்த-கலப்பு எஃகில், 15kW ஆற்றலின் கீழ் கலப்பு பற்றவைக்கப்பட்ட இணைப்புகளின் கட்டமைப்பு சீரான தன்மையை ஆய்வு செய்தன. ஒசாகா பல்கலைக்கழகம் மற்றும் எகிப்தின் மத்திய உலோகவியல் ஆராய்ச்சி நிறுவனம் ஆகியவை, அடிமட்ட மேடு சிக்கலைத் தீர்க்க ஒரு கீழ் உறையைப் பயன்படுத்தி, தடிமனான (25 மிமீ) தகடுகளின் ஒற்றை-வழி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு செயல்முறை குறித்து ஆராய்ச்சி நடத்த 20kW ஃபைபர் லேசரைப் பயன்படுத்தின. டேனிஷ் ஃபோர்ஸ் டெக்னாலஜி நிறுவனம், 40 மிமீ தடிமன் கொண்ட எஃகுத் தகடுகளின் கலப்பின பற்றவைப்பு குறித்து 32 kW ஆற்றலில் ஆராய்ச்சி நடத்த, இரண்டு 16 kW வட்டு லேசர்களைத் தொடரிணைப்பில் பயன்படுத்தியது. இது, படம் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கடல்சார் காற்றாலை கோபுரங்களின் அடித்தள பற்றவைப்பில் உயர்-ஆற்றல் லேசர்-வில் பற்றவைப்பு பயன்படுத்தப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுவதைக் குறிக்கிறது. ஹார்பின் வெல்டிங் கோ., லிமிடெட், உயர்-ஆற்றல் திட லேசர்-உருகும் மின்முனை வில் கலப்பின வெப்ப மூல பற்றவைப்பின் மையத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் உபகரண ஒருங்கிணைப்புத் தொழில்நுட்பத்தில் தேர்ச்சி பெற்ற நாட்டின் முதல் நிறுவனமாகும். என் நாட்டில் உயர்தர உபகரணங்களின் உற்பத்தியில், உயர் சக்தி திட லேசர்-இரட்டை-கம்பி உருகு மின்முனை வில் கலப்பின பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பத்தையும் உபகரணங்களையும் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்துவது இதுவே முதல் முறையாகும்.

படம் 2. லேசர் நிறுவல் தளவமைப்பு வரைபடம்

உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் தடிமனான தகடுகளை லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு செய்வது குறித்த தற்போதைய ஆராய்ச்சி நிலவரத்தின்படி, லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு முறையையும் குறுகிய இடைவெளி பள்ளத்தையும் இணைப்பதன் மூலம் தடிமனான தகடுகளைப் பற்றவைக்க முடியும் என்பது தெளிவாகிறது. லேசரின் ஆற்றல் 10,000 வாட்களுக்கு மேல் அதிகரிக்கும்போது, ​​உயர் ஆற்றல் லேசரின் கதிர்வீச்சின் கீழ், பொருளின் ஆவியாதல் தன்மை, லேசருக்கும் பிளாஸ்மாவுக்கும் இடையிலான இடைவினை செயல்முறை, உருகிய குளத்தின் ஓட்டத்தின் நிலையான நிலை, வெப்பப் பரிமாற்ற இயங்குமுறை மற்றும் பற்றவைப்பின் உலோகவியல் பண்பு ஆகியவற்றில் பல்வேறு அளவுகளில் மாற்றங்கள் ஏற்படும். ஆற்றல் 10,000 வாட்களுக்கு மேல் அதிகரிக்கும்போது, ​​ஆற்றல் அடர்த்தியின் அதிகரிப்பு சிறிய துளைக்கு அருகிலுள்ள பகுதியில் ஆவியாதல் அளவைத் தீவிரப்படுத்தும், மேலும் பின்னுதைப்பு விசையானது சிறிய துளையின் நிலைத்தன்மையையும் உருகிய குளத்தின் ஓட்டத்தையும் நேரடியாகப் பாதிக்கும், அதன் மூலம் பற்றவைப்பு செயல்முறையைப் பாதிக்கும் மாற்றங்கள், லேசர் மற்றும் அதன் கலப்பு பற்றவைப்பு செயல்முறைகளைச் செயல்படுத்துவதில் புறக்கணிக்க முடியாத தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. பற்றவைப்புச் செயல்முறையில் உள்ள இந்த சிறப்பியல்பு நிகழ்வுகள், நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ பற்றவைப்புச் செயல்முறையின் நிலைத்தன்மையை ஓரளவிற்குப் பிரதிபலிக்கின்றன, மேலும் பற்றவைப்பின் தரத்தையும் தீர்மானிக்கக் கூட முடியும். லேசர் மற்றும் வில் ஆகிய இரண்டு வெப்ப மூலங்களின் இணைவு விளைவானது, அந்த இரண்டு வெப்ப மூலங்களும் தங்களின் தனித்துவமான பண்புகளை முழுமையாக வெளிப்படுத்தவும், ஒற்றை லேசர் பற்றவைப்பு மற்றும் வில் பற்றவைப்பை விட சிறந்த பற்றவைப்பு விளைவுகளைப் பெறவும் உதவுகிறது. லேசர் தன்னியக்கப் பற்றவைப்பு முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த பற்றவைப்பு முறையானது வலுவான இடைவெளி ஏற்புத்திறன் மற்றும் பெரிய பற்றவைக்கக்கூடிய தடிமன் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. தடிமனான தகடுகளில் செய்யப்படும் குறுகிய இடைவெளி லேசர் கம்பி நிரப்புதல் பற்றவைப்பு முறையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இது அதிக கம்பி உருகுதல் செயல்திறன் மற்றும் நல்ல பள்ள இணைவு விளைவு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், லேசரின் வில் மீதான ஈர்ப்பு, வில்லின் நிலைத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது, இதனால் லேசர்-வில் கலப்பினப் பற்றவைப்பு, பாரம்பரிய வில் பற்றவைப்பை விட வேகமானதாக அமைகிறது.லேசர் ஃபில்லர் கம்பி பற்றவைப்புஒப்பீட்டளவில் அதிக பற்றவைப்புத் திறனுடன்.

03 உயர் சக்தி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு பயன்பாடு

உயர்-சக்தி லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பம் கப்பல் கட்டும் தொழிலில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஜெர்மனியில் உள்ள மேயர் கப்பல் கட்டும் தளம், கப்பலின் தட்டையான தகடுகள் மற்றும் வலுவூட்டிகளைப் பற்றவைப்பதற்காக 12kW CO2 லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு உற்பத்தி வரிசையை நிறுவியுள்ளது. இதன் மூலம் 20 மீட்டர் நீளமுள்ள ஃபில்லட் பற்றவைப்புகளை ஒரே முறையில் உருவாக்கி, உருக்குலைவின் அளவை 2/3 பங்கு குறைக்கிறது. GE நிறுவனம், USS சரடோகா விமானம் தாங்கி கப்பலைப் பற்றவைப்பதற்காக, அதிகபட்சமாக 20kW வெளியீட்டு சக்தி கொண்ட ஃபைபர் லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு அமைப்பை உருவாக்கியது. இது 800 டன் பற்றவைப்பு உலோகத்தைச் சேமித்து, மனித உழைப்பு நேரத்தை 80% குறைத்தது (படம் 3-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது). CSSC 725, 20kW ஃபைபர் லேசர் உயர்-சக்தி லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. இது பற்றவைப்பு உருக்குலைவை 60% குறைத்து, பற்றவைப்புத் திறனை 300% அதிகரிக்கிறது. ஷாங்காய் வைகாவோகியாவோ கப்பல் கட்டும் தளம், 16kW ஃபைபர் லேசர் உயர்-சக்தி லேசர்-ஆர்க் கலப்பின பற்றவைப்பு அமைப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. இந்த உற்பத்தி வரிசையானது, 4-25 மிமீ தடிமன் கொண்ட எஃகுத் தகடுகளின் ஒருபக்க ஒற்றைப் பற்றவைப்பு மற்றும் இருபக்க வார்ப்பை அடைவதற்காக, லேசர் கலப்பினப் பற்றவைப்பு + MAG பற்றவைப்பு என்ற புதிய செயல்முறைத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. உயர் சக்தி லேசர்-வில் கலப்பினப் பற்றவைப்புத் தொழில்நுட்பம் கவச வாகனங்களில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதன் பற்றவைப்புப் பண்புகள்: அதிக தடிமன் கொண்ட சிக்கலான உலோகக் கட்டமைப்புகளைப் பற்றவைத்தல், குறைந்த செலவு மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட உற்பத்தி ஆகும்.

படம் 3. யுஎஸ்எஸ் சாரா டோகா விமானம் தாங்கி கப்பல்

உயர்-சக்தி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பம் ஆரம்பத்தில் சில தொழில்துறைத் துறைகளில் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது, மேலும் இது நடுத்தர மற்றும் பெரிய சுவர் தடிமன்களைக் கொண்ட பெரிய கட்டமைப்புகளைத் திறமையாக உற்பத்தி செய்வதற்கான ஒரு முக்கிய வழிமுறையாக மாறும். தற்போது, ​​உயர்-சக்தி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பின் பொறிமுறை குறித்த ஆராய்ச்சியில் பற்றாக்குறை உள்ளது, இது மேலும் வலுப்படுத்தப்பட வேண்டும், அதாவது ஒளிப்பிளாஸ்மா மற்றும் வில்லுக்கு இடையேயான தொடர்பு மற்றும் வில் மற்றும் உருகிய குளத்திற்கு இடையேயான தொடர்பு போன்றவை. உயர்-சக்தி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு செயல்பாட்டில் இன்னும் தீர்க்கப்படாத பல சிக்கல்கள் உள்ளன, அதாவது குறுகிய செயல்முறை வரம்பு, பற்றவைப்பு கட்டமைப்பின் சீரற்ற இயந்திர பண்புகள் மற்றும் சிக்கலான பற்றவைப்பு தரக் கட்டுப்பாடு போன்றவை. தொழில்துறை தர லேசர்களின் வெளியீட்டு சக்தி படிப்படியாக அதிகரிப்பதால், உயர்-சக்தி லேசர்-வில் கலப்பின பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பம் வேகமாக வளரும், மேலும் பல்வேறு புதிய லேசர் கலப்பின பற்றவைப்பு தொழில்நுட்பங்கள் தொடர்ந்து வெளிவரும். உள்ளூர்மயமாக்கல், பெரிய அளவிலான உற்பத்தி மற்றும் அறிவார்ந்தமயமாக்கல் ஆகியவை எதிர்காலத்தில் உயர்-சக்தி லேசர் பற்றவைப்பு உபகரணங்களின் வளர்ச்சியில் முக்கிய போக்குகளாக இருக்கும்.