طورت ألمانيا عملية لحام القوس بالليزر الهجين ذات الأسلاك السميكة الجديدة

يعمل مركز الليزر في هانوفر (LZH) على تحسين جودة اللحام بالليزر للمكونات الفولاذية السميكة، ولتحقيق هذه الغاية، يعملون بنشاط على تطوير تقنية اللحام القوسي بالليزر الهجين ذات الأسلاك الخشنة المبتكرة.
عند لحام الصفائح السميكة، تبدو طرق اللحام التقليدية متعددة الطبقات غير فعالة عندما تواجه فجوات كبيرة تحتاج إلى سدها.
لهذا السبب، توصل فريق البحث في مشروع koHybrid إلى حل ثوري: استخدام سلك خشن بقطر 3 مم، يهدف إلى تسريع عملية التعبئة عن طريق تقليل عدد الطبقات المراد لحامها، وبالتالي زيادة الإنتاجية واستغلال الموارد.
ولتحقيق ذلك، قدموا شعاع ليزر إضافيًا مصممًا لتسريع عملية اللحام وضمان استقرارها. كجزء من مشروع "koHybrid"، ركز علماء LZH على لحام الفولاذ الإنشائي ذو الحبيبات الدقيقة، والذي يمكن أن يصل سمكه إلى 20 ملم ويستخدم في مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل بناء السفن والمركبات وخطوط الأنابيب .
ولهذا الغرض، قاموا بتصميم وبناء رأس معالجة هجين جديد يجمع بذكاء بين مصدر شعاع ليزر تجاري بقدرة 3 كيلووات ومصدر طاقة لحام متقدم يصل إلى 40 كيلووات من أجل تحقيق نتائج لحام مثالية.
يتولى شريك المشروع ELMA-Tech مسؤولية توفير مصدر طاقة اللحام عالي الكفاءة، بينما تقوم شركة F?rster Welding Systems ببناء نظام اللحام الهجين الكامل. وفي الوقت نفسه، ستقوم شركة Westschsische Hochschule Zwickau بإجراء الأبحاث الأساسية لعملية لحام MSG بالإضافة إلى الاختبار والتقييم الصارمين للوصلات الملحومة.
الميزة الأساسية لتقنية اللحام القوسي بالليزر الهجين هي أنها تجمع بين معدل الترسيب العالي للحام القوس المعدني بالغاز ذو السلك السميك مع السرعة العالية والدقة في اللحام بشعاع الليزر، مما يحقق قفزة مزدوجة في كفاءة اللحام وجودته. على وجه الخصوص، يؤدي تطبيق سلك بسمك 3 مم إلى تقليل عدد طبقات اللحام بشكل كبير وتحسين كفاءة العمل، بينما يعمل شعاع الليزر الإضافي على تعزيز استقرار عملية اللحام.
يُعرف الفولاذ الإنشائي ذو الحبيبات الدقيقة بخصائص القوة العالية، مما يسمح باستخدام مواد أرق مع الحفاظ على نفس القوة، وبالتالي تقليل وزن المكونات.
ومع ذلك، فإن عملية لحام المادة صعبة للغاية، كما أن التحكم في معدل التبريد أمر بالغ الأهمية بشكل خاص: فالبطء الشديد يؤدي إلى فقدان القوة والمتانة، في حين أن السرعة الزائدة يمكن أن تؤدي إلى تشققات عالية الصلابة. لذلك، يلتزم علماء LZH بزيادة سرعة اللحام ومعدل الترسيب بشكل كبير مع الحفاظ على وقت التبريد المناسب.
تم تمويل المشروع الفرعي "تطوير عملية لحام هجين باستخدام شعاع ليزر بقطر سلك أكبر MIG" من قبل الوزارة الاتحادية الألمانية للشؤون الاقتصادية والعمل المناخي كجزء من مشروع "اللحام الاقتصادي عالي الأداء للفولاذ الإنشائي ذو الحبيبات الدقيقة باستخدام اللحام الهجين باستخدام ليزر MSG ذي قطر سلك أكبر"، والذي حصل على منحة من الوزارة الاتحادية الألمانية للشؤون الاقتصادية والعمل المناخي. كجزء من مشروع "اللحام الاقتصادي عالي الأداء للفولاذ الإنشائي ذو الحبيبات الدقيقة بقطر سلك أكبر بالليزر MSG Hybrid (؟koHybrid)"، والذي يعد جزءًا من برنامج الابتكار المركزي للمؤسسات الصغيرة والمتوسطة الحجم (SMEs)، يهدف المشروع إلى لتعزيز الابتكار والتقدم في تكنولوجيا اللحام.