Ilg'or payvandlash texnologiyalari nima?
Fan va texnologiyaning rivojlanishi payvandlash texnologiyasida uzluksiz taraqqiyotga olib keldi va bu yangi payvandlash usullarining paydo bo'lishiga olib keldi. Ilg'or payvandlash texnologiyalari an'anaviy usullardan tashqari ilg'or birlashtirish usullarini (masalan, ekranlangan metall yoyli payvandlash, suv osti yoyli payvandlash va an'anaviy gaz metall yoyli payvandlash) anglatadi. Ushbu ilg'or payvandlash usullarining paydo bo'lishi va tadqiq qilinishi fanlararo integratsiya natijasida yuzaga keladi. Ilg'or payvandlash texnologiyalari (masalan, yuqori energiyali nurli payvandlash, lazer-yoyli gibrid payvandlash, vakuumli diffuziyali payvandlash va boshqalar)robotlashtirilgan payvandlash) elektronika, energetika, avtomobilsozlik, aerokosmik, yadro sanoati va boshqa sohalarda qo'llanilgan. Ular maxsus materiallar va konstruksiyalarni payvandlashda, ijtimoiy va texnologik taraqqiyotni rag'batlantirishda hal qiluvchi va almashtirib bo'lmaydigan rol o'ynaydi.
Ilg'or materiallarni payvandlash yuqori texnologiyalarning rivojlanishi bilan chambarchas bog'liq bo'lib, noyob va almashtirib bo'lmaydigan funktsiyalarga ega. 20-asrda jadal rivojlanib borganidan so'ng, payvandlash texnologiyasi zamonaviy sanoatning muhim bo'g'ini sifatida XXI asrga yetuk tizim bilan kirib keldi, qo'lda ishlab chiqarishdan mexanizatsiyalashgan, avtomatlashtirilgan, axborotga asoslangan va aqlli ishlab chiqarishga o'tdi. Bu payvandlash fani va muhandisligida yangi davrni belgilaydi.
(1) Lazerli-ark gibrid payvandlash
Yuqori energiyali nurlarni qayta ishlash texnologiyasi 21-asrdagi eng istiqbolli qayta ishlash texnologiyasi sifatida e'tirof etilgan bo'lib, "materiallarni qayta ishlash va ishlab chiqarish texnologiyasiga inqilobiy o'zgarishlar olib keladi" deb ishoniladi va hozirda eng tez rivojlanayotgan va eng ko'p tadqiq qilingan texnik soha hisoblanadi.
Rivojlanishipayvandlash uskunalariKatta miqyosga yo'naltirilganlikning ikkita ma'nosi bor: biri uskuna quvvatining oshishi, ikkinchisi esa uskuna tomonidan payvandlangan qismlarning kattalashishi. Ilg'or payvandlash uskunalariga, ayniqsa lazerli payvandlash va elektron nurli payvandlash uskunalariga bir martalik katta investitsiyalar tufayli quvvatni oshirish, penetratsiya chuqurligini va payvandlash jarayonining barqarorligini oshirish payvandlash xarajatlarini nisbatan kamaytirishi mumkin, bu esa uni sanoat uchun maqbul qiladi. Shuning uchun lazerlarga asoslangan gibrid payvandlash texnologiyasi e'tiborni tortdi. Aslida, lazer-yoy gibrid payvandlash 1970-yillarda taklif qilingan edi, ammo barqaror sanoat qo'llanmalari faqat so'nggi yillarda paydo bo'ldi, asosan lazer texnologiyasi va yoy payvandlash uskunalarining rivojlanishidan, ayniqsa lazer quvvati va yoyni boshqarish texnologiyasining takomillashtirilishidan foyda ko'rdi. Lazer-yoy gibridi asosan lazerni volfram inert gaz (TIG) yoyi, plazma yoyi va faol yoy bilan kombinatsiyalashni o'z ichiga oladi. Lazer va yoy o'rtasidagi o'zaro ta'sir orqali har bir payvandlash usulining kamchiliklarini bartaraf etish mumkin, natijada yaxshi gibrid effekt hosil bo'ladi.
Lazer-yoy gibrid payvandlash payvandlash samaradorligini sezilarli darajada yaxshilaydi, bu asosan ikkita ta'sirga asoslangan: birinchidan, yuqori energiya zichligi payvandlash tezligining oshishiga va ish qismining issiqlik yo'qotilishining kamayishiga olib keladi; ikkinchidan, ikkita issiqlik manbai o'rtasidagi o'zaro ta'sirning superpozitsiya effekti. Po'latni payvandlashda lazer plazmasi yoyni barqarorlashtiradi; shu bilan birga, yoy eritilgan hovuzning kalit teshigiga kiradi va energiya yo'qotilishini kamaytiradi. Lazer va TIG kombinatsiyasi payvandlash tezligini sezilarli darajada oshirishi mumkin, bu TIG payvandlash tezligidan taxminan ikki baravar ko'p. Volfram elektrodining aşınması ham sezilarli darajada kamayadi, bu uning xizmat muddatini oshiradi; yiv burchagi ham sezilarli darajada kamayishi mumkin va payvandlashning kesim maydoni lazer payvandlash maydoniga o'xshaydi. Lazer-bitta yoy gibrid payvandlash bilan taqqoslaganda, lazer-ikki yoy gibrid payvandlash payvandlash issiqlik kirishini 25% ga kamaytirishi va payvandlash tezligini taxminan 30% ga oshirishi mumkin.
Lazer-yoy (yoki plazma yoy) gibrid payvandlashning asosiy afzalliklari payvandlash tezligining va penetratsiya chuqurligining yaxshilanishidir. Yoyni qizdirish tufayli metall harorati ko'tariladi, bu metallning lazerga aks ettirish qobiliyatini pasaytiradi va yorug'lik energiyasining yutilishini oshiradi. Ushbu usul kam quvvatli CO₂ lazerli payvandlashda, shuningdek, optik tolali uzatuvchi 12 kVt CO₂ lazerli payvandlash va 2 kVt YAG lazerlarida sinovdan o'tkazildi, bu robot lazer-yoy (yoki plazma yoy) gibrid payvandlash uchun asos yaratdi. So'nggi yillarda lazer-yoy gibrididan kelib chiqqan gibrid payvandlash texnologiyasi sezilarli rivojlanishga erishdi va uni aerokosmik, harbiy va boshqa sohalardagi murakkab komponentlarda qo'llash tobora ko'proq e'tiborga sazovor bo'lmoqda. Hozirgi vaqtda yuqori energiyali nurlarni turli yoylar bilan birlashtirgan gibrid payvandlash texnologiyasi yuqori energiyali nurli payvandlash sohasidagi eng qizg'in nuqtalardan biriga aylandi.
(2) Ishqalanish aralashtirish payvandlash
Ishqalanish aralashtirish payvandlash (FSW) - bu 1990-yillarning boshlarida Buyuk Britaniyaning Payvandlash instituti (TWI) tomonidan ishlab chiqilgan patentlangan payvandlash texnologiyasi. U payvandlash qiyin bo'lgan rangli metallarni termoyadroviy payvandlash usullari yordamida payvandlashi mumkin.
Ishqalanishli payvandlash oddiy birlashtirish jarayoni, payvandlangan bo'g'indagi mayda donachalar, yaxshi charchoq ko'rsatkichi, cho'zilish ko'rsatkichi va egilish ko'rsatkichi, payvandlash simlari yoki himoya gazlariga ehtiyoj yo'qligi, yoy nuri yo'qligi va payvandlashdan keyin past qoldiq kuchlanish va deformatsiya kabi afzalliklarga ega. U Yevropa va Amerikadagi rivojlangan mamlakatlarning aerokosmik sanoatida qo'llanilgan va past haroratlarda ishlaydigan alyuminiy qotishmasidan yasalgan yupqa devorli bosimli idishlarni payvandlashda, bo'ylama payvandlashning tekis dumba bo'g'inini va dumaloq payvandlashning aylana dumba bo'g'inini yakunlashda muvaffaqiyatli qo'llanilgan. Ushbu texnologiya yangi transport vositalarining yangi konstruktiv dizaynida qo'llanilgan va aerokosmik, transport, avtomobilsozlik va boshqa sanoat tarmoqlarida qo'llanilgan.
(3) Vakuumli diffuziyali payvandlash
Ilg'or materiallarning doimiy ravishda paydo bo'lishi birlashtirish texnologiyalari uchun yangi qiyinchiliklarni tug'diradi. Issiqlikka chidamli qotishmalar, yuqori texnologiyali keramika, intermetallik birikmalar va kompozit materiallar kabi ko'plab yangi materiallarni, ayniqsa turli xil materiallarni birlashtirishni an'anaviy termoyadroviy payvandlash usullari yordamida amalga oshirish qiyin, shuning uchun qattiq holatda diffuziya bog'lanishi va boshqa texnologiyalar paydo bo'ldi. Masalan, superplastik shakllantirish-diffuziya payvandlash texnologiyasi samolyotlarning titan qotishmasidan yasalgan ko'plab chuqurchalar konstruktsiyalarida muvaffaqiyatli qo'llanildi. Keramika va metallarni diffuziya payvandlash orqali birlashtirish mumkin; o'tkinchi suyuq fazali diffuziya payvandlash texnologiyasini qo'llash qattiq materiallarning ko'plab qiyin birlashtirish muammolarini hal qildi, ularni hal qilib bo'lmaydi.termoyadroviy payvandlasho'tmishda.
Qattiq holatdagi birlashtirish ikki toifaga bo'linishi mumkin. Ulardan biri past harorat, yuqori bosim va qisqa vaqt bilan birlashtirish usuli bo'lib, bu ish qismi yuzasining yaqin aloqasini va mahalliy plastik deformatsiya orqali oksid plyonkasining yorilishini ta'minlaydi. Plastik deformatsiya bo'g'inni shakllantirishda asosiy omil hisoblanadi. Bunday birlashtirish usullari quyidagilarni o'z ichiga oladiishqalanishli payvandlash, portlash payvandlash, sovuq bosimli payvandlash va issiq bosimli payvandlash, odatda bosimli payvandlash deb ataladi. Ikkinchisi - yuqori harorat, past bosim va nisbatan uzoq vaqt davomida diffuziya bog'lash usuli bo'lib, odatda himoya atmosferasida yoki vakuumda amalga oshiriladi. Bu bog'lash usuli faqat minimal plastik deformatsiyani keltirib chiqaradi va interfeys diffuziyasi bo'g'inni shakllantirishda dominant omil hisoblanadi. Bunday bog'lash usullari asosan diffuziya payvandlashni, masalan, vakuum diffuziya payvandlashni, o'tkinchi suyuq fazali diffuziya payvandlashni, issiq izostatik presslash diffuziya payvandlashni va superplastik shakllantirish-diffuziya payvandlashni o'z ichiga oladi.
Ilg'or payvandlash usullari va yangi jarayonlarning doimiy ravishda paydo bo'lishidan tashqari (yuqoridagilar bir nechta misollar), turli payvandlash usullarini mexanizatsiyalash va avtomatlashtirish darajasi doimiy ravishda yaxshilanmoqda. Elektron texnologiyalar, sensor texnologiyalari, kompyuter va boshqaruv texnologiyalarining rivojlanishi payvandlash sohasining rivojlanishiga katta hissa qo'shdi, payvandlash avtomatlashtirishini aqlli boshqaruvga o'tishga majbur qildi. Xususan, payvandlash robotlarining keng ko'lamda joriy etilishi an'anaviy qattiq avtomatlashtirish usulini buzdi, payvandlashda moslashuvchan avtomatlashtirishning yangi usulini ochdi va payvandlash texnologiyasi uchun kengroq rivojlanish maydonini yaratdi. Payvandlash zamonaviy ishlab chiqarishda ajralmas ishlov berish usuliga aylandi. Bundan tashqari, fan va texnologiyaning rivojlanishi hamda ijtimoiy-iqtisodiy rivojlanish bilan birga, ilg'or payvandlash/birlashtirishning qo'llanilish sohalari kengayishda davom etadi.
(4) Avtomatlashtirilgan va aqlli payvandlash
Mexanizatsiya va avtomatlashtirish payvandlash unumdorligini oshirish, mahsulot sifatini ta'minlash va ish sharoitlarini yaxshilashning muhim vositasidir. Payvandlash ishlab chiqarishni avtomatlashtirish payvandlash texnologiyasining kelajakdagi rivojlanish yo'nalishi hisoblanadi. Payvandlash ishlab chiqarish samaradorligi va sifatini oshirish faqat payvandlash jarayonlari nuqtai nazaridan ma'lum cheklovlarga ega. Elektron nurli payvandlash, lazerli payvandlash va ishqalanish aralashtirish payvandlash kabi payvandlash/birlashtirish usullari yiv geometriyasi va yig'ish sifatiga qat'iy talablar qo'yadi. Avtomatik payvandlashdan so'ng, butun payvandlangan struktura toza, aniq va chiroyli bo'lib, o'tmishdagi payvandlash ustaxonalarida qo'lda ishlashning orqaga qaytish hodisasini o'zgartiradi.
Zamonaviy ishlab chiqarish texnologiyalari va rivojlanayotgan texnologiya sanoatining rivojlanishining muhim belgilaridan biri sifatida robotlar yuqori texnologiyali sanoatning turli sohalariga muhim ta'sir ko'rsatdi. Payvandlash ishlab chiqarish jarayonlarining murakkabligi va payvandlash sifatiga qo'yiladigan qat'iy talablar, ko'pincha payvandlash texnologiyasi darajasi va ish sharoitlarining pastligi bilan birgalikda, payvandlash jarayonini avtomatlashtirish va aqlli qilish imkonini beruvchi payvandlash jarayonlariga alohida e'tibor qaratiladi. Hozirgi kunda butun dunyo bo'ylab robotlarning 30% dan 40% gacha qismi payvandlash texnologiyasida qo'llaniladi. Payvandlash robotlari dastlab asosan avtomobilsozlik sanoatida spotli payvandlash ishlab chiqarish liniyalarida qo'llanilgan va so'nggi yillarda ular asta-sekin boshqa ishlab chiqarish sohalariga ham kengayib bormoqda.
Rivojlanishning birinchi yo'nalishiaqlli payvandlashko'rish tizimidir. Hozirda ishlab chiqilgan ko'rish tizimlari robotlarga payvandlash paytida mash'ala harakati traektoriyasini ma'lum sharoitlarga muvofiq avtomatik ravishda o'zgartirish imkonini beradi va ba'zilari jarayon parametrlarini yiv o'lchamiga qarab o'z vaqtida sozlashi mumkin.
Nashr vaqti: 2025-yil 20-avgust
