Mikro va kichik qismlar uchun payvandlash usullari Lazerli payvandlash issiqlik manbai sifatida yuqori energiyali zichlikdagi lazer nuridan foydalanadigan samarali va aniq payvandlash usuli hisoblanadi. Bu lazer materiallarini qayta ishlash texnologiyasining muhim qo'llanmalaridan biridir. 1970-yillarda u asosan yupqa devorli materiallarni payvandlash va past tezlikda payvandlash uchun ishlatilgan va payvandlash jarayoni issiqlik o'tkazuvchanlik turiga tegishli edi. Xususan, lazer nurlanishi ish qismining yuzasini isitadi va sirtdagi issiqlik issiqlik o'tkazuvchanligi orqali ichkariga tarqaladi. Lazer impulslarining kengligi, energiyasi, eng yuqori quvvati va takrorlanish chastotasi kabi parametrlarni boshqarish orqali ish qismi ma'lum bir eritilgan hovuz hosil qilish uchun eritiladi. O'zining noyob afzalliklari tufayli u muvaffaqiyatli qo'llanilganmikro va kichik qismlarni aniq payvandlash.Xitoyning lazerli payvandlash texnologiyasi dunyodagi eng ilg'or darajalar qatoriga kiradi. U lazer yordamida 12 kvadrat metrdan ortiq maydonda murakkab titan qotishma komponentlarini hosil qilish texnologiyasi va qobiliyatiga ega va ko'plab mahalliy aviatsiya tadqiqot loyihalarining prototipi va mahsulot ishlab chiqarishda qo'llanilgan. 2013-yil oktyabr oyida xitoylik payvandlash bo'yicha mutaxassis payvandlash sohasidagi eng yuqori akademik mukofot - Bruk mukofotiga sazovor bo'ldi, bu esa Xitoyning jahon darajasidagi lazerli payvandlash darajasini tasdiqladi.
## Rivojlanish tarixi Dunyodagi birinchi lazer nuri 1960-yilda chaqmoq chiroqli qo'zg'atuvchi yoqut kristallari orqali yaratilgan. Kristalning issiqlik sig'imi bilan cheklanganligi sababli, u faqat past chastotali juda qisqa impulsli nurlarni ishlab chiqarishi mumkin edi. Bir zumda impuls cho'qqisi energiyasi 10^6 vattgacha yetishi mumkin bo'lsa-da, u hali ham past energiyali chiqishga tegishli edi. Neodimiy (Nd) qo'zg'alish elementi sifatida ishlatiladigan neodimiy bilan qo'shilgan ittriy alyuminiy granat (Nd:YAG) kristalli tayoqchasi 1-8 kVt quvvatga ega uzluksiz bitta to'lqinli lazer nurini yaratishi mumkin. 1,06 mkm to'lqin uzunligiga ega YAG lazeri moslashuvchan optik tola orqali lazerni qayta ishlash boshiga ulanishi mumkin, bu moslashuvchan uskunaning joylashuvi va qalinligi 0,5-6 mm bo'lgan payvandlash ish qismlari uchun mosligi bilan ajralib turadi. CO₂ lazeri qo'zg'atuvchi sifatida karbonat angidriddan (10,6 mkm to'lqin uzunligi bilan) foydalanib, 25 kVt gacha chiqish energiyasiga erishishi va 2 mm qalinlikdagi plitalarni bir martalik to'liq penetratsion payvandlashni amalga oshirishi mumkin. U sanoat sohasida metallni qayta ishlashda keng qo'llanilgan. 1980-yillarning o'rtalarida lazerli payvandlash yangi texnologiya sifatida Yevropa, AQSh va Yaponiyada keng e'tiborni tortdi. 1985-yilda ThyssenKrupp Steel AG (Germaniya) va Volkswagen AG (Germaniya) Audi 100 kuzovida dunyodagi birinchi lazer bilan payvandlangan blankni muvaffaqiyatli qo'llash uchun hamkorlik qilishdi. 1990-yillarda Yevropa, Shimoliy Amerika va Yaponiyadagi yirik avtomobil ishlab chiqaruvchilari avtomobil kuzovlarini ishlab chiqarishda lazer bilan payvandlangan blank texnologiyasidan keng foydalanishni boshladilar. Laboratoriyalar va avtomobil ishlab chiqaruvchilarining amaliy tajribasi shuni isbotladiki, lazer bilan payvandlangan blanklar avtomobil kuzovlarini ishlab chiqarishda muvaffaqiyatli qo'llanilishi mumkin. Lazerli payvandlash lazer energiyasidan foydalanib, turli xil materiallar, qalinliklar va qoplamalar bilan bir nechta po'lat, zanglamaydigan po'lat, alyuminiy qotishmalari va boshqalarni avtomatik ravishda birlashtirib, birlashtirib, birlashtiradi va birlashtiradi, bu esa komponentlarning turli xil materiallarga bo'lgan talablariga javob beradi va uskunalarni eng yengil vazn, optimal tuzilish va eng yaxshi ishlashga ega bo'lishiga erishadi. Yevropa va Amerika Qo'shma Shtatlari kabi rivojlangan mamlakatlarda,lazerli tikuvchilik payvandlashnafaqat transport uskunalarini ishlab chiqarish sanoatida, balki qurilish, ko'priklar, maishiy texnika plastinkalarini payvandlash va prokat liniyalarida po'lat plastinkalarni payvandlash (uzluksiz prokatlashda plastinka ulanishi) kabi sohalarda ham keng qo'llaniladi. Dunyoga mashhur lazerli payvandlash korxonalari qatoriga Soudonic (Shveytsariya), ArcelorMittal Group (Fransiya), ThyssenKrupp TWB (Germaniya), Servo-Robot (Kanada) va Precitec (Germaniya) kiradi. Xitoyda lazerli payvandlash texnologiyasini qo'llash endigina boshlandi. 2002-yil 25-oktabrda Xitoyning lazerli payvandlash blankalari uchun birinchi professional tijorat ishlab chiqarish liniyasi rasman ishga tushirildi. U Wuhan ThyssenKrupp TWB (Germaniya) dan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding tomonidan taqdim etildi. Keyinchalik Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd. va boshqa korxonalar ketma-ket ishlab chiqarishga kiritildi. 2003-yilda xorijiy mamlakatlar ikki nurli CO₂ lazerli plomba simlarini payvandlash vaYAG lazerli plomba simini payvandlashA318 alyuminiy qotishmasidan yasalgan pastki devor paneli konstruktsiyasi uchun. Ushbu texnologiya an'anaviy perchinlangan konstruktsiyani almashtirdi, samolyot fyuzelyajining og'irligini 20% ga kamaytirdi va xarajatlarning 20% ni tejadi. Gong Shuili lazerli payvandlash texnologiyasi Xitoyning an'anaviy aviatsiya ishlab chiqarish sanoatini o'zgartirish va modernizatsiya qilishda muhim rol o'ynashiga ishongan. U darhol bir qator tegishli tadqiqotdan oldingi loyihalarga ariza berdi, tadqiqot guruhini tashkil qildi va Xitoydagi tadqiqot loyihalariga "ikki nurli lazerli payvandlash" texnologiyasini joriy etishda yetakchilik qildi. U boshidanoq ushbu texnologiyani samolyot ishlab chiqarishga qo'llashni rejalashtirgan. Xitoylik mutaxassislar jamoasi dastlabki texnologiyani samolyot loyihalash institutiga taqdim etdi va ikki nurli lazerli payvandlashning afzalliklari va imkoniyatlarini targ'ib qildi. Ko'p marta tekshirish va baholashdan so'ng, loyihalash instituti ushbu texnologiyani ma'lum bir samolyot uchun qovurg'ali devor panellarini ishlab chiqarishga qo'llashga qaror qildi va samolyot ishlab chiqarishga "ikki nurli lazerli payvandlash" texnologiyasini qo'llashning dastlabki maqsadiga erishdi. U yengil qotishmalar uchun lazerli payvandlash plomba simini aniq boshqarish kabi asosiy texnologiyalarni sindirib tashladi, integratsiyalashgan va innovatsion ikki nurli lazerli plomba simli gibrid payvandlash moslamasini ishlab chiqdi, Xitoyning birinchi yuqori quvvatli ikki nurli lazerli plomba simli payvandlash platformasini yaratdi, katta yupqa devorli konstruksiyalarda T-bo'g'inlarni ikki nurli va ikki tomonlama sinxron payvandlashni amalga oshirdi va uni birinchi marta aviatsiya qovurg'ali devor panellarining asosiy strukturaviy qismlarini payvandlashda muvaffaqiyatli qo'lladi va Xitoyning yangi samolyotlarini ishlab chiqishda muhim rol o'ynadi. 2003-yilda HG Laser tomonidan taqdim etilgan birinchi mahalliy keng ko'lamli onlayn tasmali payvandlash uskunalari to'plami oflayn qabuldan o'tdi. Ushbu uskuna lazer bilan kesish, payvandlash va issiqlik bilan ishlov berishni birlashtiradi, bu esa HG Laserni bunday uskunalarni ishlab chiqarishga qodir dunyodagi to'rtinchi korxonalardan biriga aylantiradi. 2004-yilda HG Laser Farley Laserlab tomonidan ishlab chiqilgan "Yuqori quvvatli lazerli kesish, payvandlash va kombinatsiyalangan kesish-payvandlash ishlov berish texnologiyasi va uskunalari" loyihasi Milliy fan va texnologiya taraqqiyoti mukofotining ikkinchi mukofotiga sazovor bo'ldi va bu uni Xitoyda ushbu texnologiya va uskunalarning ilmiy-tadqiqot va ishlanmalar qobiliyatiga ega bo'lgan yagona lazer korxonasiga aylantirdi. Sanoat lazer sanoatining jadal rivojlanishi bilan bozor lazerli ishlov berish texnologiyasiga yuqori talablarni qo'ydi. Lazer texnologiyasi asta-sekin bir martalik qo'llanilishdan diversifikatsiyalangan qo'llanilishlarga o'tdi. Lazerli ishlov berish nuqtai nazaridan u endi bir martalik kesish yoki payvandlash bilan cheklanmaydi. Bozorda kesish va payvandlashni birlashtirgan integratsiyalashgan lazerli ishlov berish uskunalariga talab ortib bormoqda va shu tariqa integratsiyalashgan lazerli kesish va payvandlash uskunalari paydo bo'ldi. HG Laser Farley Laserlab hozirda dunyodagi eng katta formatli integratsiyalashgan lazerli kesish va payvandlash uskunasi bo'lgan 9×3 metrli ultra katta formatli Walc9030 integratsiyalashgan kesish va payvandlash mashinasini ishlab chiqdi. Walc9030 - bu integratsiyalashgan katta formatli kesish va payvandlash uskunasi...lazer bilan kesish va lazer bilan payvandlash funktsiyalariU professional kesish kallagi va payvandlash kallagi bilan jihozlangan va ikkita ishlov berish kallagi bitta nurni birgalikda ishlatadi. Raqamli boshqaruv texnologiyasi ularning bir-biriga xalaqit bermasligini ta'minlaydi. Uskunalar bir vaqtning o'zida kesish va payvandlashni talab qiladigan ikkita jarayonni yakunlashi mumkin. U avval kesish, keyin payvandlash yoki avval payvandlash, keyin kesish o'rtasida erkin o'tishi mumkin, qo'shimcha uskunaga ehtiyoj sezmasdan bitta uskunada lazer bilan kesish va payvandlash funktsiyalarini amalga oshiradi. Bu dastur ishlab chiqaruvchilari uchun uskuna xarajatlarini tejaydi, ishlov berish samaradorligi va ishlov berish diapazonini yaxshilaydi. Bundan tashqari, kesish va payvandlashning integratsiyasi tufayli ishlov berish aniqligi to'liq kafolatlanadi va uskunaning ishlashi samarali va barqaror. Bundan tashqari, u ultra katta plitalarni maxsus payvandlash paytida plitalarning termal deformatsiyasi va ultra uzun uchuvchi optik yo'llarning barqaror amalga oshirilishidagi qiyinchiliklarni yengib o'tdi. U bir vaqtning o'zida uzunligi 6 metr va kengligi 1,5 metr bo'lgan ikkita yassi plastinkani payvandlashi mumkin va payvandlangan sirt qo'shimcha ishlov berishsiz silliq va tekis bo'ladi. Shu bilan birga, u ikkilamchi joylashtirishsiz bitta shakllantirish jarayonida kengligi 3 metr, uzunligi 6 metrdan ortiq va qalinligi 20 mm dan kam bo'lgan plitalarni kesishi mumkin. Xitoy Fanlar akademiyasining Shenyang avtomatlashtirish instituti IHI korporatsiyasi (Yaponiya) bilan xalqaro hamkorlikni amalga oshirdi. "Kirish, hazm qilish, singdirish va qayta innovatsiya" milliy ilmiy va texnologik rivojlanish strategiyasiga amal qilib, u bir nechta asosiy texnologiyalarni yengib o'tdi.lazerli tikuvchilik payvandlash, 2006-yil sentabr oyida Xitoyning birinchi to'liq lazerli payvandlash ishlab chiqarish liniyalarini ishlab chiqdi va tekis va fazoviy egri chiziqlarni lazer bilan payvandlashni amalga oshiruvchi robot lazerli payvandlash tizimini muvaffaqiyatli ishlab chiqdi. 2013-yil oktyabr oyida xitoylik payvandlash bo'yicha mutaxassis payvandlash sohasidagi eng yuqori akademik mukofot - Bruk mukofotiga sazovor bo'ldi. Payvandlash instituti (TWI, Buyuk Britaniya) har yili 120 dan ortiq mamlakatlardagi 4000 dan ortiq a'zo bo'linmalardan nomzodlarni tavsiya qiladi va ko'rsatadi va nihoyat ushbu mukofotni bitta mutaxassisga payvandlash yoki birlashtirish fan va texnologiyasiga hamda uni sanoat qo'llanilishiga qo'shgan ulkan hissasi uchun beradi. Ushbu mukofot nafaqat Gong Shuili va uning jamoasining e'tirofi, balki AVICning materiallarni birlashtirish texnologiyasini rivojlantirishdagi rolini tasdiqlashdir.
## Strukturaviy parametrlar
### Ishchi uskunalar U optik osilator va osilator bo'shlig'ining ikkala uchidagi oynalar orasiga joylashtirilgan muhitdan iborat. Muhit yuqori energiyali holatga keltirilgach, u faza ichidagi yorug'lik to'lqinlarini hosil qila boshlaydi, ular ikkala uchidagi oynalar orasida oldinga va orqaga aks etadi va fotoelektrik konkatenatsiya effektini hosil qiladi. Bu yorug'lik to'lqinlarini kuchaytiradi va yetarli energiya olinganda lazer chiqariladi. Lazerni shuningdek, elektr energiyasi, kimyoviy energiya, issiqlik energiyasi, yorug'lik energiyasi yoki yadro energiyasi kabi birlamchi energiya manbalarini ma'lum optik chastotalardagi (ultrabinafsha nurlar, ko'rinadigan yorug'lik yoki infraqizil nurlar) elektromagnit nurlanish nurlariga aylantiradigan qurilma sifatida ham aniqlash mumkin. Bu konversiyani ma'lum qattiq, suyuq yoki gazsimon muhitlarda osongina amalga oshirish mumkin. Ushbu muhitlar atomlar yoki molekulalar shaklida qo'zg'alganda, ular deyarli bir xil faza va deyarli bitta to'lqin uzunligiga ega yorug'lik nurini - lazerni hosil qiladi. Faza ichidagi xususiyati va bitta to'lqin uzunligi tufayli divergensiya burchagi juda kichik va u payvandlash, kesish va issiqlik bilan ishlov berish kabi funktsiyalarni bajarish uchun yuqori darajada konsentratsiyalanishdan oldin uzoq masofaga uzatilishi mumkin. ### Lazerlarning tasnifi Payvandlash uchun asosan ikki turdagi lazerlar qo'llaniladi, ya'ni CO₂ lazerlari va Nd:YAG lazerlari. CO₂ lazerlari ham, Nd:YAG lazerlari ham yalang'och ko'z bilan ko'rinmas infraqizil nurdir. Nd:YAG lazeri tomonidan hosil qilingan nur asosan 1,06 μm to'lqin uzunligiga ega bo'lgan yaqin infraqizil nurdir. Issiqlik o'tkazgichlari bu to'lqin uzunligidagi nurni nisbatan yuqori yutilish darajasiga ega va ko'pgina metallar uchun aks ettirish 20%-30% ni tashkil qiladi. Yaqin infraqizil nurni standart optik linzalar yordamida 0,25 mm diametrga fokuslash mumkin. CO₂ lazerining nuri 10,6 μm to'lqin uzunligiga ega uzoq infraqizil nurdir. Ko'pgina metallar bu turdagi yorug'lik uchun 80%-90% aks ettirishga ega, shuning uchun nurni 0,75-1,0 mm diametrga fokuslash uchun maxsus optik linzalar talab qilinadi. Nd:YAG lazerlarining quvvati odatda taxminan 4000-6000 Vt ga yetishi mumkin va maksimal quvvat endi 10000 Vt ga yetdi. Aksincha, CO₂ lazerlarining quvvati osongina 20000 Vt yoki undan ham yuqoriga yetishi mumkin. Yuqori quvvatli CO₂ lazerlari kalit teshigi effekti orqali yuqori aks ettirish muammosini hal qiladi. Yorug'lik nuqtasi bilan nurlantirilgan material yuzasi eriganida, kalit teshigi hosil bo'ladi. Bug 'bilan to'ldirilgan bu kalit teshigi qora tanaga o'xshaydi, u tushayotgan yorug'likning deyarli barcha energiyasini yutadi. Kalit teshigi ichidagi muvozanat harorati taxminan 25000°C ga etadi va aks ettirish bir necha mikrosekund ichida tez pasayadi. CO₂ lazerlarining rivojlanish yo'nalishi hali ham uskunalarni ishlab chiqish va tadqiq qilishga qaratilgan bo'lsa-da, endi gap maksimal chiqish quvvatini oshirish haqida emas, balki nur sifatini va uning fokuslash samaradorligini qanday yaxshilash haqida. Bundan tashqari, argon 10 kVt dan yuqori quvvatga ega CO₂ lazerli payvandlash uchun himoya gazi sifatida ishlatilganda, u ko'pincha kuchli plazma hosil qiladi, bu esa penetratsiya chuqurligini kamaytiradi. Shuning uchun plazma hosil qilmaydigan geliy ko'pincha yuqori quvvatli CO₂ lazerli payvandlash uchun himoya gazi sifatida ishlatiladi. Yuqori quvvatli Nd:YAG kristallarini qo'zg'atish uchun diod lazer kombinatsiyalarini qo'llash muhim tadqiqot va ishlanmalar mavzusi bo'lib, bu lazer nurlarining sifatini sezilarli darajada yaxshilaydi va lazerni qayta ishlashni samaraliroq qiladi. Yaqin infraqizil mintaqada lazerlarni qo'zg'atish va chiqarish uchun to'g'ridan-to'g'ri diod massivlaridan foydalanish o'rtacha 1 kVt quvvatga va fotoelektrik konvertatsiya samaradorligiga deyarli 50% ga erishdi. Diodlar, shuningdek, uzoqroq xizmat qilish muddatiga ega (10 000 soat), bu lazer uskunalariga texnik xizmat ko'rsatish xarajatlarini kamaytirishga yordam beradi. Diod bilan pompalanadigan qattiq holatdagi lazer (DPSSL) uskunalarini ishlab chiqish ham rivojlanmoqda.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 27-avgust
