مقدمة من اللحام الهجين بالليزر

يجمع اللحام الهجين بالليزر (LHW) ، كعملية لحام متقدمة ، بشكل عضوي بين الليزر عالي الطاقة ومصدر حرارة القوس الكهربائي (المعروف باسم اللحام الغاز بالمعادن ، واللحام المنعش المعدني (MAG) ، واللحام الغازي (MAG) المعدني (MAG). أثناء عملية اللحام ، يتم تآكل هذين المصدرين للحرارة بدقة في أبعاد الزمان والمكان. يذوب الليزر عالي الطاقة ، بكثافة طاقة عالية للغاية ، بسرعة المادة الأساسية ويخلق تأثير ثقب صغير ، بينما يملأ مصدر حرارة القوس ويوسع المسبح المنصهر عن طريق استخدام قدرته المرتفعة. يكمل الاثنان بعضهما البعض لتحسين جودة اللحام والكفاءة بشكل كبير ، مما يخترق حدود طرق اللحام الفردية التقليدية.

1. المكونات الأساسية

1) الليزر
-ليزر الألياف: مع كفاءة عالية ، وجودة شعاع جيدة ، وصيانة سهلة وغيرها من المزايا المعلقة ، وتستخدم على نطاق واسع في اللحام المركب بالليزر الحديثة. بنيةها المدمجة ووضع النقل المرن ، يسهل الاندماج في نظام اللحام الآلي.

-co₂ ليزر: مع تاريخ طويل وإخراج الطاقة المستقر ، لا يزال لديه تطبيقات مهمة في بعض المجالات الصناعية المحددة ، مثل لحام الألواح السميكة وغيرها من السيناريوهات.

2) أنظمة القوس
-MIG/MAG: نظرًا لسرعة اللحام السريع ومعدل الترسيب العالي ، فهي مناسبة بشكل خاص للحام لمواد الألواح المتوسطة والسميكة ، ويمكن أن تحسن بشكل فعال كفاءة الإنتاج مع ضمان جودة اللحام.

-TIG: مع استقرار القوس ، ودقة عملية اللحام والميزات التي يمكن التحكم فيها ، فقد أصبح الخيار المفضل في مجال اللحام الدقيق ، ويستخدم عادة للحام لوحات ومكونات رقيقة مع متطلبات عالية للغاية لجودة اللحام.

3) آلية تغذية الأسلاك
أثناء عملية اللحام ، تملأ آلية تغذية الأسلاك السلك بدقة ومزامنة. من خلال التحكم بشكل معقول في سرعة تغذية الأسلاك وزاوية ، يمكن أن يحسن بشكل فعال من جودة هندسة التماس لحام ، وضمان قوة التماس لحام.

4) نظام التحكم
يراقب نظام التحكم المتقدم ويعدل قوة الليزر وتيار القوس وسرعة اللحام وغيرها من المعلمات الرئيسية في الوقت الفعلي. مع تقنية المستشعرات والخوارزميات الذكية ، وفقًا للتعليقات في الوقت الفعلي في عملية اللحام ، قم بتحسين التأثير التآزري لمصدري الحرارة بشكل ديناميكي لضمان استقرار واتساق عملية اللحام.

5) نظام التبريد
يبرد نظام التبريد باستمرار بمسدس اللحام بالليزر ومكونات اللحام القوس وغيرها من المكونات الرئيسية لمنع الجهاز من ارتفاع درجة الحرارة بسبب تشغيل الحمل العالي منذ فترة طويلة. يضمن التبريد المستقر الموثوقية وعمر الخدمة لأداء المعدات ، وهو دعم مهم للحفاظ على التشغيل المستقر لنظام اللحام.

2. المزايا الفريدة
1) كفاءة عالية وتوفير الطاقة
بالمقارنة مع اللحام التقليدي للقوس ، تزداد سرعة اللحام المركب بالليزر بنسبة 30 ٪ - 50 ٪. في وقت الوحدة يمكن أن يكمل المزيد من أعمال اللحام ، مما يؤدي إلى تحسين الإنتاجية بشكل كبير. في الوقت نفسه ، يكون استخدام الطاقة أعلى ، ويتم تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير ، تمشيا مع احتياجات تطوير التصنيع الأخضر الصناعي الحديث.

2) التماس لحام عالي الجودة
نسبة عمق إلى عرض كبير: يمكن أن تصل إلى 10: 1 مذهلة ، والتي يمكن أن تحقق عمقًا أعمق للانصهار مع الحفاظ على عرض لحام أضيق ويقلل من المنطقة المتأثرة بالحرارة للمادة الأساسية.

-تشويه حراري: التحكم الدقيق لمصدر الحرارة وعملية اللحام السريع يقلل بشكل كبير من درجة تشويه الحرارة للبنية الملحومة ، وهو أمر بالغ الأهمية لأجزاء اللحام مع متطلبات دقة الأبعاد الصارمة.

العيوب التي لا تزال: تأثير مصدر الحرارة التآزري يقلل بشكل فعال من توليد العيوب مثل المسامية والشقوق في اللحام ، ويحسن الجودة الداخلية والخصائص الميكانيكية للحام.

3) القدرة على التكيف القوية
مجموعة واسعة من المواد القابلة لحام: تغطي الصلب والألومنيوم والتيتانيوم والمواد المعدنية الأخرى ، سواء كان الصلب الهيكلي العادي ، أو مجال الفضاء الجوي لمواد سبيكة التيتانيوم المتطورة ، يمكن أن يظهر اللحام المركب بالليزر أداء لحام جيد.

-التسامح العالي لفجوة التجميع: قادرة على التكيف مع فجوة التجميع في 0.

4) الاقتصاد
على الرغم من التكلفة المرتفعة نسبيًا لاكتساب المعدات في المرحلة المبكرة ، على المدى الطويل ، نظرًا لسرعة اللحام الفعالة ، والحد الأدنى من إعادة العمل وانخفاض استهلاك الطاقة ، فإنه يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكاليف الإنتاج الإجمالية ، مع مزايا اقتصادية كبيرة.

3. التطبيقات النموذجية
1) تصنيع السيارات
في اللحام في الجسم من Tesla Motors ، يلمع اللحام المركب بالليزر - MIG. إنه يدرك اتصال الجسم عالي القوة ، ويقلل بشكل فعال من عدد أجزاء هيكل الجسم ، ولا يحسن فقط القوة والسلامة الكلية للجسم ، ولكن أيضًا يقلل من وزن السيارة من خلال التصميم الخفيف ، ويحسن كفاءة الطاقة ، ويدفع صناعة السيارات إلى التطور في اتجاه أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

2) الفضاء
يعتمد اللحام بشرة الجناح لـ Airbus A380 تقنية اللحام المركبة بالليزر. لقد نجحت هذه التكنولوجيا في حل مشكلة التشوه السهل في اللحام بالهيكل الرقيق ، وبينما ضمان القوة الهيكلية والأداء الديناميكي للجناح ، فإنها تلبي المتطلبات الصارمة لحقل الفضاء من أجل الدقة العالية وموثوقية عالية للأجزاء ، ويوفر الدعم التكنولوجي الرئيسي لتصميم الخفيف والتصميم العالي الأداء لمركبات الفضاء الجوي.

3) صناعة السفن الثقيلة
بالنسبة للوحة الفولاذية السميكة التي تزيد عن 20 مم شائع الاستخدام في بناء السفن ، يمكن أن يدرك اللحام المركب بالليزر تغلغل لحام أحادي التمرير ، ليحل محل عملية اللحام التقليدية متعددة المسارات. هذا التغيير يقلل إلى حد كبير من وقت اللحام ، ويقلل من تشوه اللحام ، ويحسن إنتاجية ونوعية لحام بناء السفن ، ويعزز الاستقرار العام وموثوقية هياكل السفن.

4) طاقة جديدة
حزمة بطارية الطاقة: في حزمة بطارية الطاقة لحام مركبات الطاقة الجديدة ، يضمن اللحام المركب بالليزر ختم وسلامة حزمة البطارية بحكم التحكم الدقيق في الطاقة وتصدع اللحام عالي الجودة ، مما يمنع بشكل فعال المنحل بالكهرباء من التسرب والشوائب الخارجية من التسلل ، وتطهير عمر الخدمة للبطارية.

-خط أنابيب محطة توليد الطاقة النووية: يستخدم لإصلاح خطوط أنابيب محطة الطاقة النووية ، يمكن أن تكون التكنولوجيا في ظروف عمل معقدة ومعايير عالية السلامة ، لتحقيق إصلاح لحام موثوق لخطوط الأنابيب ، لضمان التشغيل الآمن والمستقر لنظام خط أنابيب محطة الطاقة النووية.

4. اتجاهات التنمية
1) ترقية ذكية
إدخال تقنية الذكاء الاصطناعى ، من خلال المراقبة في الوقت الفعلي لشكل تجمع المنصهر ، ودرجة الحرارة ، وحالة التدفق وغيرها من المعلمات الرئيسية ، واستخدام الخوارزميات الذكية لضبط قوة الليزر ، والمعلمات الحالية للقوس وغيرها من المعلمات. يمثله النظام التكيفي لشركة IPG الألمانية ، يمكنه إدراك التحكم التكيفي في عملية اللحام ، مما يزيد من تحسين ثبات واتساق جودة اللحام ، والتكيف مع ظروف اللحام المعقدة والمتغيرة.

2) اختراق المواد
ملتزم بالتغلب على صعوبات اللحام في النحاس وسبائك الألومنيوم وغيرها من المواد العاكسة للغاية. نظرًا للعكس العالي لهذه المواد إلى الليزر ، فإن طرق اللحام التقليدية عرضة لاستخدام الطاقة المنخفضة وعدم الاستقرار في عملية اللحام وغيرها من القضايا. من خلال تطوير عمليات لحام جديدة وتحسين طرق تركيبة مصدر الحرارة ، من المتوقع أن يحقق اللحام عالي الجودة للمواد العاكسة للغاية ، مما سيعزز بقوة التطور التكنولوجي للمركبات الكهربائية والمجالات الأخرى.

3) التصنيع الأخضر
تطابق غاز التدريع النظيف ، مثل خليط الهليوم-أرجون ، وما إلى ذلك ، لتقليل السخام والركض الناتج أثناء عملية اللحام ، وتقليل التأثير على البيئة وصحة المشغل. في الوقت نفسه ، تحسين معلمات اللحام ، تحسين كفاءة الطاقة ، نحو اتجاه التصنيع الأخضر والمستدام.

4) التنظيم الجزئي
استكشف طريقة اللحام الجديدة لمركبة الليزر الفائقة والليزر الدقيقة لتحقيق اللحام الدقة النانوية. هذه التكنولوجيا لديها احتمال واسع التطبيق في مجال تصنيع الأجهزة الطبية وغيرها من المتطلبات الدقيقة العالية للغاية ، لتلبية الطلب على اللحام عالي الجودة للهياكل الدقيقة الصغيرة ، وتعزيز تطوير تكنولوجيا التصنيع النانو الصغيرة.

5. مقارنة التكنولوجيا

أصبح اللحام المركبة بالليزر بحكم المزايا الفريدة للتآزر متعدد الطاقة ، بشكل متزايد تقنية أساسية لا غنى عنها في مجال التصنيع الراقي. من خلال الابتكار المستمر وتطوير التكنولوجيا ، ستظهر طباعتها ثلاثية الأبعاد في الفضاء ، والإلكترونيات المرنة وغيرها من المناطق الناشئة ، إمكانات كبيرة للتطبيق ، في تعزيز صناعة التصنيع الحديثة إلى اتجاه أكثر جودة وأكثر كفاءة وأكثر ذكاءً.