مقدمة في تقنية اللحام الهجين بالليزر
يعد اللحام الهجين بالليزر ، الذي اقترحه ستين لأول مرة في أواخر سبعينيات القرن الماضي ، وتطور تدريجياً إلى النضج ، تقنية لحام جديدة عالية الجودة وفعالة. يجمع اللحام الهجين بالليزر القوس بين طاقة مصدرين للحرارة ، لحام الليزر ولحام القوس ، بطريقة محددة لتوليد تجمع لحام واحد منصهر. يحقق هذا التفاعل لحامًا عالي الجودة وفعال للمواد وهو حاليًا مجال بحث رئيسي في تكنولوجيا اللحام العالمية.
إن اللحام الهجين بالليزر ليس مجرد تراكب لمصادر الحرارة بالليزر و ARC. أثناء عملية اللحام ، يتفاعل المصدران الحراريان مع بعضهما البعض ، مما يؤدي إلى "1 + 1> 2" التأثير التآزري ونتائج اللحام. في اللحام القوس ، بسبب الطبيعة المتباينة لتوزيع طاقة القوس ، تكون الطاقة الفعلية المطلوبة لذوبان المواد منخفضة نسبيًا. يؤدي التأثير التوجيهي للليزر على القوس إلى تحسين كفاءة ذوبان القوس. في اللحام بالليزر ، يمتص المعدن المنصهر طاقة الليزر بمعدل أعلى من المعدن الصلب ، كما أن تسخين القوس من البركة المنصهرة يزيد بشكل فعال من كفاءة امتصاص المادة. لذلك ، فإن معدلات الامتصاص والتحويل لمصدر الحرارة المركب متفوقة على تلك الخاصة بمصدر حرارة واحد.
استنادًا إلى مصدر الحرارة المهيمن ، يمكن تقسيم اللحام الهجين إلى فئتين: إحداها هي اللحام الهجين القوس المحسّن بالليزر ، حيث تلعب ARC Energy الدور الأساسي. قوة الليزر منخفضة للغاية لتشكيل ثقب المفتاح. يتم استخدام "البقعة الساخنة" للليزر على قطعة العمل لرسم القوس ، مما يقلل من المقاومة لإشعال القوس ومنع انجراف جذر القوس ، وبالتالي تحقيق لحام عالي السرعة ومستقر. والآخر هو لحام الليزر بمساعدة القوس ، حيث يلعب الليزر الدور الرئيسي. عادةً ما يتم استخدام التسخين المسبق لقوس العمل وتفاعل البلازما بين القوس ومصدر الحرارة بالليزر لتعزيز الجسور ، وتحسين استقرار عملية اللحام ، وزيادة كفاءة اللحام. حاليًا ، يعد اللحام بالليزر بمساعدة ARC السائد في أبحاث اللحام الهجينة.
بالمقارنة مع طرق اللحام التقليدية ، فإن اللحام الهجين بالليزر له المزايا التالية: سرعة اللحام العالية والاختراق ، وأداء الجسور الجيد ، ودقة التجميع المنخفض ، واستقرار العملية الممتاز. لذلك ، يتم استخدامه على نطاق واسع والبحث. يمكن لحام الهجين بالليزر لحام مجموعة متنوعة من المعادن والسبائك ، بما في ذلك الفولاذ عالي القوة ، والمواد العاكسة للغاية ، والمعادن التفاعلية. في الوقت الحاضر ، تستخدم تقنية اللحام الهجين بالليزر على نطاق واسع بشكل متزايد في مختلف المجالات الصناعية ، ويمكن أن تلعب مزاياها الفريدة في مجالات بناء خطوط الأنابيب ، بناء السفن ، قضبان السيارات ، الفضاء ، إلخ.
تطبيق اللحام الهجين بالليزر
- مجال تصنيع النقل
في صناعة السيارات ، استخدمت Audi of Germany بنجاح تقنية اللحام الهجينة بالليزر MIG لإنتاج سيارة Audi A8 "؛ استخدمت Mitsubishi Heavy Industries في اليابان تقنية اللحام الهجينة بالليزر المحور للليزر للليزر للبنية المعقدة في عام 2003. بدأت TWI من المملكة المتحدة والتحيز في ألمانيا في تطوير تكنولوجيا اللحام الهجينة بالليزر ميج لسبائك الألومنيوم للقطارات عالية السرعة في عامي 2008 و 2009 على التوالي. قامت اليابان ببناء خط إنتاج مختلط بالليزر في عام 2008 لحام أجسام سبيكة الألومنيوم من القطارات عالية السرعة. في السنوات الأخيرة ، قامت بلدي بتطبيق اللحام الهجين بالليزر الهجين على اللحام بأجسام قطار Maglev التي تبلغ مساحتها 600 كم ، ونائمة مترو أنفاق ، وأجسام السكك الحديدية عالية السرعة.
- مجال الآلات الهندسية
في عام 2012 ، حقق معهد Harbin Welding Research أولاً اللحام المركب بالليزر-الأسلاك المركب من طفرة الفولاذ عالية القوة من رافعة جميع التضاريس الكبيرة. في السنوات الأخيرة ، اعتمدت شركة Xuzhou Engineering Machinery Group ، Ltd. خصائص الشد والتأثير للمفاصل تلبي معايير التطبيق الهندسية ذات الصلة.
- حقل الهندسة بناء السفن
في عام 2002 ، أنشأ Meyer Shipyard أول خط إنتاج لحام ليزر مركب لطوابق Hull لحام. Kvaerner Shipyard في فنلندا و Fincantieri Shipyard في إيطاليا هي أحواض بناء السفن النموذجية التي تطبق اللحام المركبة. تقوم البحرية الأمريكية بتطبيق تقنية اللحام المركبة بالليزر MIG ARC على لحام الألواح الصلب الكثيفة للسفن. في الصين ، يستخدم Yantai Raffles Shiples معدات اللحام الهجينة بالليزر في معهد Harbin Welding Research.
