Hem kaynakirina tîrêjên lazer û hem jî kaynakirina kevanê demek dirêj e ku ji bo hilberîna pîşesaziyê têne bikar anîn, û di warê teknolojiya girêdana materyalan de rê dide spektrumek fireh ji karanînan. Her yek ji van pêvajoyan deverên xwe yên serîlêdanê hene, wekî ku ji hêla pêvajoyên fîzîkî yên veguhastina enerjiyê bo perçeya kar û ji hêla herikîna enerjiyê ya ku dikare were bidestxistin ve têne vegotin. Enerjî ji çavkaniya tîrêjên lazerê bi rêya tîrêjên hevgirtî yên înfrared ên enerjiya bilind, bi karanîna kabloyek fîber-optîk, ji bo pêvajoyê tê veguheztin materyalê ji bo pêvajoyê. Kevan germahiya pêwîst ji bo kaynakirinê bi rêya herikek elektrîkê ya bilind ku bi rêya stûnek kevanê ber bi perçeya kar ve diherike, vediguhezîne. Tîrêjên lazerê dibin sedema herêmek pir teng a bandorkirina germê bi rêjeyek mezin a kûrahiya kaynakirinê bi firehiya dirûtinê (bandora kaynakirina kûr). Qabîliyeta pirkirina valahiyan a pêvajoya kaynakirina lazerê ji ber qutra wê ya piçûk a fokusê pir kêm e, lê ji hêla din ve ew dikare bigihîje leza kaynakirinê ya pir bilind. Pêvajoya kaynakirina kevanê xwedî dendika enerjiyê ya pir kêmtir e, lê dibe sedema xalek fokusê ya mezintir li ser rûyê perçeya kar û bi leza pêvajoyê ya hêdîtir tê xuyang kirin. Bi yekkirina van her du pêvajoyan, sinerjiyên kêrhatî dikarin werin bidestxistin. Di dawiyê de, ev yek dihêle ku hem avantajên kalîteyê û hem jî feydeyên endezyariya hilberînê, û her weha lêçûna çêtir bi dest bixin. Ev pêvajo hem di pîşesaziya otomobîlan de sepanên balkêş û ji hêla aborî ve balkêş pêşkêş dike, nemaze ji ber ku toleransên bilindtir li ser qalibên qalibkirinê têne destûr kirin, rêjeyên girêdanê yên bilindtir gengaz in, û parametreyên mekanîkî/teknolojîk ên pir baş dikarin werin bidestxistin.
1. Destpêk:
Ji salên 1970an vir ve tê zanîn ka çawa ronahiya lazer û kevanê di pêvajoyeke kaynakirinê ya yekgirtî de têne hev kirin, lê piştî demek dirêj, tu xebateke pêşveçûnê nehat kirin. Di demên dawî de, lêkolîneran dîsa bala xwe dan ser vê mijarê û hewl dan ku avantajên kevanê bi yên lazerê re, di pêvajoyeke kaynakirinê ya hîbrîd de bikin yek. Her çend di rojên pêşîn de, çavkaniyên lazerê hîn jî neçar bûn ku guncawbûna xwe ji bo karanîna pîşesaziyê îspat bikin jî, îro ew di gelek kargehên hilberînê de alavên teknolojîk ên standard in.
Têkelkirina kaynakirina lazerê bi pêvajoyek din a kaynakirinê re wekî "pêvajoya kaynakirina hîbrîd" tê binavkirin. Ev tê vê wateyê ku tîrêjek lazerê û kevanek di heman demê de di yek herêma kaynakirinê de tevdigerin, û bandorê li hev dikin û piştgiriyê didin hev.
2. Lazer:
Ji bo bidestxistina "bandora lêdana kûr" a xwestî, qayimkirina bi lazerê ne tenê hêza lazerê ya bilind, lê di heman demê de tîrêjek bi kalîte jî hewce dike. Kalîteya bilind a tîrêjê ya ku ji vê yekê derdikeve dikare were bikar anîn da ku qalindahiyek fokusê ya piçûktir an jî dûrahiya fokusê ya mezintir were bidestxistin.
Ji bo projeyên pêşveçûnê yên ku niha di rê de ne, lazerek rewşa zexm a bi pompeya lampa bi hêza tîrêjê lazerê 4 kW tê bikar anîn. Ronahiya lazerê bi rêya fîbera cama 600 µ m tê veguhestin.
Ronahiya lazerê bi rêya fîbera cam tê veguhestin, ku destpêk û dawiya wê bi avê tê sarkirin. Tîrêjên lazerê ji hêla moduleke fokuskirinê ve bi dûrahiya fokusê ya 200 mm li ser perçeya kar tê pêşandan.
3. Pêvajoya Laser Hybrid:
Ji bo qeykirina perçeyên karê metalî, tîrêjên lazerê Nd:YAG li ser şîddetên ji 106W/cm2 jortir têne fokuskirin. Dema ku tîrêjên lazerê li rûyê materyalê dixin, ew vê xalê germ dikin heta germahiya buharbûnê, û ji ber buhara metalê ya ku derdikeve, di metala qeykirinê de valahiyek buharê çêdibe. Taybetmendiya cihêreng a dirûna qeykirinê rêjeya wê ya kûrahî-firehiyê ya bilind e. Tîrbûna herikîna enerjiyê ya kevana ku bi serbestî dişewite hinekî ji 104 W/cm2 jortir e. Wêne 1 prensîba bingehîn a qeykirina hîbrîd nîşan dide. Tîrêjên lazerê
li vir tê xuyang kirin, ji bilî germahiya ji kevanê, germê dide metala kaynakê ya li beşa jorîn a dirûtinê. Berevajî konfigurasyoneke li pey hev ku du pêvajoyên kaynakê yên cuda li pey hev tevdigerin, kaynaka hîbrîd dikare wekî tevlîheviyek ji her du pêvajoyên kaynakê yên ku di heman herêma pêvajoyê de di heman demê de tevdigerin were dîtin. Li gorî ku kîjan kevan an pêvajoya lazer tê bikar anîn, û li gorî parametreyên pêvajoyê, pêvajo dê bi rêjeyek cûda û bi awayên cûda bandorê li hev bikin [1, 2].
Bi saya tevhevkirina pêvajoya lazer û pêvajoya kevanê, hem di kûrahiya penetrasyona qalibkirinê û hem jî di leza qalibkirinê de zêdebûnek çêdibe (li gorî her du pêvajoyên ku bi serê xwe têne bikar anîn). Buxara metalê ya ku ji valahiya buharê derdikeve li ser plazmaya kevanê bandorê dike. Vegirtina tîrêjên lazerê Nd:YAG di plazmaya pêvajoyê de hindik dimîne. Li gorî rêjeya her du têketinên hêzê tê hilbijartin, karakterê pêvajoya giştî dikare bi rêjeyek mezintir an piçûktir ji hêla lazer an jî ji hêla kevanê ve were destnîşankirin [3,4].
Wêne 1: Nimûneya şematîk: Qayimkirina LaserHybrid
Vegirtina tîrêjên lazerê bi giranî ji hêla germahiya rûyê perçeyê ve tê bandorkirin. Berî ku pêvajoya kaynakirina lazerê dest pê bike, divê pêşî refleksansa destpêkê were derbaskirin, nemaze li ser rûyên aluminiumê. Ev dikare bi destpêkirina kaynakirinê bi bernameyek destpêkirinê ya taybetî were bidestxistin. Piştî ku germahiya buharbûnê gihîştiye, valahiya buharê çêdibe, di encamê de hema hema hemî enerjiya tîrêjê dikare bikeve nav perçeyê. Ji ber vê yekê enerjiya pêwîst ji hêla vegirtina girêdayî germahiyê û ji hêla mîqdara enerjiya winda ve tê destnîşankirin.
bi rêya guhêrbariyê bo nav mayî ya perçeya kar. Di kaynakirina LaserHybrid de, buharbûn ne tenê ji rûyê perçeya kar lê di heman demê de ji têla dagirtinê jî çêdibe, ev tê vê wateyê ku buhara metalî ya bêtir heye, ku ev jî têketina tîrêjên lazerê hêsan dike. Ev yek jî rê li ber windabûna pêvajoyê digire [5, 6, 7, 8, 9].
4. Serlêdana otomobîlan:
Bi karanîna teknolojiya çarçoveya fezayî, li gorî karoseriya otomobîlek pola, kêmkirina giraniya wê ji sedî 43 mimkun e.
Wêne 2: Konsepta çarçoveya Audi Space A2
Çarçoveya Audi A2 Space ji dirêjahiya Laser a 30 m (şîrîtên zer di wêneyê 2 de) û dirêjahiya weldkirina MIG a 20 m pêk tê. Her wiha, 1700 perçên jî hatine bikar anîn.
Wêne 3: Berawirdkirina profîlan û teknîkên girêdanê li ser Audi-A2
Wêne 4 girêdaneke LaserHybrid a materyalê avêtina ALMg3 bi materyalê pelê AlMgSi nîşan dide. Têla dagirtinê AlSi5 e û gaza parastinê ya ku tê bikar anîn Argon e. Bi zêdebûna hêza lazerê re, penetrasyona kûrtir mimkun e. Bi vî rengî hevgirtina tîrêjê lazerê bi kevanê re, hewzek qalibkirinê ya mezintir ji pêvajoya qalibkirina tîrêjê lazerê bi tena serê xwe pêk tîne. Ev yek dihêle ku pêkhateyên bi valahiyên firehtir werin qalibkirin.
Wêne 4: Girêdana hevber bi valahiyek 0.5 mm
Di pîşesaziya otomobîlan de gelek sepandinên kaynakirina hevgirtî bêyî amadekirina girêdanê hene. Niha, pêvajoya herî pêşkeftî ji bo vê karê kaynakirinê pêvajoya kaynakirina lazerê bi têlek tijîkirinê ya sar e, ji ber şikestina germ a alloy AA 6xxx. Dema ku girêdan bi têlek tijîkirinê tê kaynakirin, piraniya enerjiya lazerê dê winda bibe da ku ew têla tijîkirinê bihele.
Wêneya din cudahiyên di navbera LaserHybrid û kaynakirina bi lazerê li ser gewreyek hevgirtî bi leza kaynakirinê ya 2.4m/min nîşan dide. Di rewşa kaynakirina bi lazerê de, îmkan tune ku movika kaynakirinê were dagirtin, û qutbûn çêdibe. Her wiha, tenê penetrasyonek pir piçûk di nav materyalê bingehîn de heye. Firehiya movika kaynakirinê pir piçûk e, û ji ber vê yekê tê payîn ku hêza kişandinê kêm be. Di rewşa kaynakirina bi LaserHybrid de,
Materyalê zêde tê veguhastin nav hewza kaynakê. Cihê binavbûyî bi têla ji pêvajoya MIG tê dagirtin, û beşek ji enerjiya lazerê niha tê teserûfkirin. Ev enerjiya lazerê ya teserûfkirî dikare were bikar anîn da ku penetrasyona nav materyalê bingehîn zêde bike û firehiya lûleya kaynakê ji stûriya materyalê mezintir be, ku ev yek ji simulasyona hejmarî tê xwestin.
Wêne 5 Berawirdkirina di navbera LaserHybrid û kaynakirina bi lazerê bêyî têla dagirtinê de
Bi rêbaza kaynakirina LaserHybrid, mimkun e ku materyalên Aluminium, Pola û Polayên Zengarnegir heta 4 mm stûriya materyalê werin kaynakirin. Ger stûrî pir zêde be, penetrasyona tevahî ne mimkûn e. Ji bo girêdana materyalên bi zînkê pêçayî, her weha tercîh e ku pêvajoya kaynakirina lazerê were bikar anîn.
Bikaranînên din di otomobîlan de trênên hêzê, ax û karosên otomobîlan in, ku pêvajoya kaynakirina hîbrîd a lazer dikare li wir guncan be.
Serê weldingê:
Divê serê kaynakê pîvanên geometrîkî yên piçûk hebin, da ku gihîştina baş a pêkhateyên ku werin kaynakirin, nemaze di qada laşê otomobîlan de, misoger bike. Wekî din, divê ew bi vî rengî were sêwirandin ku hem girêdanek veqetandî ya guncan bi serê robot re û hem jî verastkirina guherbarên pêvajoyê yên wekî dûrahiya fokusê û dûrahiya sekinandina meşaleyê di hemî koordînatên Kartezyen de rê bide. Wêne 5 serê kaynakê nîşan dide, dema ku pêvajo di çalakiyê de ye. Şilbûna ku di dema pêvajoya kaynakê de çêdibe dibe sedema zêdebûna qirêjiya cama parastinê. Cama quartz ji her du aliyan ve bi materyalek dij-refleksîf tê pêçandin û armanc ew e ku pergala optîkî ya lazerê ji zirarê biparêze.
Li gorî pileya qirêjbûnê, rijandina li ser camê dikare bibe sedema kêmbûna hêza lazerê ya ku bi rastî li ser perçeya kar bandor dike heta %90. Qirêjiya girantir bi gelemperî dibe sedema hilweşîna cama parastinê, ji ber ku beşek wusa mezin ji enerjiya tîrêjê dûv re ji hêla camê bixwe ve tê kişandin, û dibe sedema stresên germî di camê de. Bi wê serê kaynakê û alavên kaynakê, gengaz e ku ew ji bo kaynaka LaserHybrid, kaynaka lazer, kaynaka MSG û ... were bikar anîn.Brazkirina têla germ a lazerê.
Wêne 6: Serê qayimkirinê û pêvajo
5. Awantajên weldinga lazerî ya hîbrîd:
Ji yekbûna kevan û tîrêjên lazerê ev avantaj derdikevin holê: Avantajên kaynakirina LaserHybrid li ser kaynakirina lazerê:
• aramiya pêvajoyê ya bilindtir
• pirbûneke bilindtir
• penetrasyona kûrtir
• lêçûnên veberhênana sermayeyê yên kêmtir
• nermbûneke mezintir
Avantajên weldinga LaserHybrid li gorî weldinga MIG:
• leza weldingê ya bilindtir
• penetrasyona kûrtir di leza weldingê ya bilindtir de
• têketina germî ya kêmtir
• hêza kişandinê ya bilindtir
• dirûnên weldkirinê yên tengtir
Wêne 7: Awantajên hevgirtina her du pêvajoyan
Pêvajoya welding a kevanê bi çavkaniyek enerjiyê ya erzan, şiyana pira baş û bi hêsaniya bandorkirina avahiyê bi zêdekirina metalên dagirtî ve tê xuyang kirin. Ji aliyekî din ve, taybetmendiyên cihêreng ên pêvajoya tîrêjên lazerê kûrahiya welding a mezin, leza welding a bilind, barkirina germî ya kêm û dirûnên welding ên teng in ku ew bi dest dixe. Li jor dendika tîrêjê ya diyarkirî, tîrêjên lazerê di materyalên metalî de "bandora welding a kûr" çêdikin ku dihêle pêkhateyên bi qalindahiya dîwarên mezintir werin welding kirin - bi şertê ku hêza lazerê têra xwe bilind be. Bi vî rengî welding a Laser Hybrid leza welding a bilindtir, îstîqrara pêvajoyê ji ber têkiliya di navbera kevan û tîrêjên lazerê de, zêdebûna karîgeriya germî û toleransên perçeyên kar ên mezintir çêdike. Ji ber ku hewza welding ji pêvajoya MIG piçûktir e, têketina germî kêmtir e û ji ber vê yekê herêmek germê ya piçûktir heye. Ev tê vê wateyê ku welding kêmtir e.
xirabûn, ku mîqdara xebata rastkirina piştî-weldkirinê ya ku divê were kirin kêm dike.
Li cihê ku du hewzên kaynakirinê yên cuda hene, têketina germî ya paşê ji kevanê tê vê wateyê ku tîrêjên lazerê - qada kaynakirinê - nemaze di rewşa pola de - piştî kaynakirinê dermankirina germkirinê dibînin, nirxên hişkbûnê li seranserê dirûtinê bi rengekî wekhevtir belav dikin. Wêne 6 avantajên pêvajoya hevgirtî (ango hîbrîd) kurte dike.
Niha em werin ser avantajên aborî yên kaynakirina hîbrîd li ser kaynakirina lazer, ev gotin dikarin werin kirin: Dirûna kaynakirinê qismî ji kaynakirina lazer û qismî jî ji kaynakirina MIG pêk tê. Pêvajoya hîbrîd dihêle ku hêza tîrêjê lazer kêm bibe, ev tê vê wateyê ku xerckirina enerjiyê ya çavkaniya lazerê dikare pir kêm bibe, ji ber ku amûra tîrêjê lazer xwedî karîgeriya tenê 3% ye. Bi gotineke din: Kêmkirina 1 kW di hêza tîrêjê lazerê de ku bandorê li ser perçeya kar dike, dibe sedema kêmbûna bi qasî 35 kVA di hêza ku ji şebekeyên elektrîkê tê xerckirin.
Amûrek tîrêjên lazerê ji bo her 1 kW bi qasî 0.1 m EUR lêçûn e.hêza tîrêjên lazerêTenê mînakek bidin, di rewşekê de ku bikaranîna pêvajoya hîbrîd dihêle ku amûrek tîrêjê lazerê ya 2 kW li şûna amûrek bi hêza tîrêjê ya 4 kW were bikar anîn, ev dibe sedema teserûfa 0,2 milyon EUR di lêçûnên veberhênanê de. Lêbelê, divê li vir were bîranîn ku ji bo pêvajoya hîbrîd, makîneyek MIG-ê ya bi bihayê dora 20,000 EUR dê hewce be.
Bi saya leza bilindtir a weldingê, hem demên çêkirinê û hem jî lêçûnên weldingê dikarin werin kêmkirin.
6. Brazînkirina LaserHotwire:
Îhtîmaleke din ji bo hevberkirina tîrêjên lazerê bi têlek tijîker re pêvajoya LaserHotwire ye [10]. Di vê prosedurê de têla tijîker bi heman çavkaniya hêzê tê germ kirin, ku dikare ji boPêvajoya weldingê ya lazerê ya hîbrîdTêla dagirtinê xwedî barekî herikê ji 100 A heta 220 A ye. Leza xwarina têlê bi xaçerêya morîka brazîngê û leza brazîngê ve girêdayî ye. Brazîng, bi rêya mîqdara metala dagirtinê, materyalek qalibkirinê pêşkêş dike ku dikare ji dirûnên kaynakê yên berawirdî hêsantir were qedandin. Bi rêya brazîngkirina perçeyên pelan, karê tamîrkirinê dikare bi awayekî hêsantir ji ya ku bi girêdanên kaynakirî re dibe were kirin. Yek ji avantajên brazîngkirina LaserHotwire berxwedana baş a korozyonê ya herêma brazîngkirî ye.
Wek metalên dagirtî, alloyên sifir ên erzan ên wek SG-CuSi3 têne bikar anîn û Argon wekî gazek parastinê kar dike.
Wêne 8: Nûneratiya şematîkBrazkirina têla germ a lazerê:
Wêneya din xaçerêya materyalê bi têla Laser Hot hatiye pêçandin nîşan dide. Materyalê bi zincê pêçayî bi leza 3 m/min tê pêçandin û têla dagirtinê xwedî barê herikê yê 205 A ye. Têketina germê pir kêm e, ji ber vê yekê encama pêvajoya pêçandinê xirabûnek kêm e.
7. Kurte:
Qeydakirina Lazer Hybrid teknolojiyek bi tevahî nû ye ku ji bo qadên fireh ên serîlêdanê di pîşesaziyên metal de sinerjiyê pêşkêş dike, nemaze li cihên ku ne gengaz e an jî ji hêla darayî ve ne gengaz e ku meriv toleransên pêkhateyan ên ku ji bo wan hewce ne bi dest bixe.qayimkirina tîrêjên lazerBerfirehtirbûna sepanê û kapasîteya bilind a pêvajoya hevgirtî dibe sedema zêdebûna pêşbaziyê di warê kêmkirina lêçûnên veberhênanê, demên çêkirina kurttir, lêçûnên hilberînê yên kêmtir û hilberîna bilindtir.
Pêvajoya LaserHybrid rêbazek nû ji bo kaynakirina aluminiumê jî pêşkêş dike. Lêbelê, pêvajoyek stabîl ku dikare di pratîkê de were bikar anîn, bi saya hêzên derketinê yên bilindtir ên lazerên rewşa zexm, tenê di demên dawî de gengaz bûye. Gelek lêkolînan bingehên pêvajoyên kaynakirina lazer-kember-hîbrîd lêkolîn kirine. Bi "pêvajoya kaynakirina hîbrîd", mebesta me tevliheviya kaynakirina tîrêjên lazer û pêvajoya kaynakirina kevanê ye, bi tenê yek herêma pêvajoyê (plazma û helandin). Lêkolînên lêkolînê yên bingehîn nîşan dane ku pêvajoyek gengaz e ku tê de - bi hevberkirina her du pêvajoyan - sinerjî dikarin werin bidestxistin û kêmasiyên her pêvajoyek cuda dikarin werin telafî kirin, ku di encamê de îmkanên kaynakirinê, kaynakirin û pêbaweriya kaynakirinê ji bo gelek materyal û avahiyên cûda zêde dibin. Bi taybetî, ev ji bo alavên aluminiumê hatiye nîşandan. Bi hilbijartina parametreyên pêvajoyê yên guncan, gengaz e ku bi bijartî bandor li taybetmendiyên kaynakirinê yên wekî geometrî û pêkhateya avahîsaziyê were kirin. Pêvajoya kaynakirina kevanê bi zêdekirina metala dagirtinê pirbûn zêde dike; ew di heman demê de firehiya dirûna kaynakirinê diyar dike û bi vî rengî mîqdara amadekirina perçeya kar a ku hewce ye kêm dike. Herwiha, têkiliyên di navbera pêvajoyan de dibin sedema zêdebûneke girîng di karîgeriya pêvajoyê de. Ev pêvajoya tevlihevkirinê lêçûnên veberhênanê yên pir kêmtir ji pêvajoya qayimkirina lazerê hewce dike.
Pêvajoya brazinga têla germ a lazerê dikare bi taybetî ji bo materyalên bi zincê pêçayî were bikar anîn da ku berxwedanek baş a korozyonê were bidestxistin.
Dema weşandinê: 18ê Nîsanê-2025
