د لیزر بیم ویلډینګ او آرک ویلډینګ دواړه د اوږدې مودې راهیسې د صنعتي تولید لپاره کارول کیږي، او د موادو سره یوځای کولو ټیکنالوژۍ په برخه کې د کارولو پراخه لړۍ ته اجازه ورکوي. د دې پروسو څخه هر یو د غوښتنلیک ځانګړي ساحې لري، لکه څنګه چې د کار ټوټې ته د انرژۍ لیږد فزیکي پروسو او د انرژي جریانونو لخوا تشریح شوي چې ترلاسه کیدی شي. انرژي د لیزر بیم سرچینې څخه د پروسس کولو لپاره موادو ته د لوړ انرژي انفراریډ همغږي وړانګو له لارې لیږدول کیږي، د فایبر آپټیک کیبل په کارولو سره. آرک د ویلډینګ لپاره اړین تودوخه د لوړ بریښنایی جریان له لارې د آرک کالم له لارې د کار ټوټې ته جریان لري لیږدوي. لیزر وړانګې د تودوخې اغیزمن زون ته د ویلډینګ ژوروالي او سیوم پلنوالي لوی تناسب سره خورا تنګ کوي (ژور ویلډ اغیز). د لیزر ویلډینګ پروسې د تشې پل کولو وړتیا خورا ټیټه ده، د هغې د کوچني تمرکز قطر له امله، مګر له بلې خوا دا کولی شي د ویلډینګ خورا لوړ سرعت ته ورسیږي. د آرک ویلډینګ پروسه د انرژي کثافت خورا ټیټ لري، مګر د کاري ټوټې په سطحه د لوی فوکل ځای لامل کیږي او د پروسس کولو ورو سرعت لخوا مشخص کیږي. د دې دواړو پروسو په یوځای کولو سره، ګټورې همغږي ترلاسه کیدی شي. په نهایت کې، دا د کیفیت ګټې او د تولید-انجینیرۍ ګټې، او همدارنګه د لګښت موثریت ښه کول ممکن کوي. دا پروسه په زړه پورې او اقتصادي پلوه زړه راښکونکي غوښتنلیکونه وړاندې کوي، دواړه د موټرو صنعت کې، نه یوازې دا چې په ویلډمینټونو کې لوړ زغم ته اجازه ورکړل شوې، د یوځای کیدو لوړ نرخونه ممکن دي، او ډیر ښه میخانیکي / تخنیکي پیرامیټرې ترلاسه کیدی شي.
۱. پېژندنه:
دا د ۱۹۷۰ لسیزې راهیسې پیژندل شوې چې څنګه د لیزر رڼا او قوس سره یوځای کول د ویلډینګ پروسې کې ترسره کیږي، مګر له هغه وروسته د اوږدې مودې لپاره، نور پراختیایي کار نه دی شوی. په دې وروستیو کې، څیړونکو بیا دې موضوع ته پام اړولی او هڅه یې کړې چې د قوس ګټې د لیزر ګټې سره یوځای کړي، په هایبرډ ویلډ پروسې کې. پداسې حال کې چې په لومړیو ورځو کې، د لیزر سرچینې لاهم باید د صنعتي کارونې لپاره خپل مناسبیت ثابت کړي، نن ورځ دوی په ډیری تولیدي شرکتونو کې معیاري ټیکنالوژیکي تجهیزات دي.
د لیزر ویلډینګ د بل ویلډینګ پروسې سره ترکیب د "هایبرډ ویلډینګ پروسې" په نوم یادیږي. دا پدې مانا ده چې لیزر بیم او آرک په یو ویلډینګ زون کې په ورته وخت کې عمل کوي، او یو بل اغیزمن کوي او ملاتړ کوي.
۲. لیزر:
د لیزر ویلډینګ لپاره نه یوازې لوړ لیزر ځواک ته اړتیا ده بلکې د مطلوب "ژور ویلډ اغیز" ترلاسه کولو لپاره لوړ کیفیت لرونکي بیم ته هم اړتیا ده. د بیم لوړ کیفیت په پایله کې ترلاسه شوی یا د کوچني فوکس قطر یا لوی فوکل واټن ترلاسه کولو لپاره کارول کیدی شي.
د هغو پرمختیایي پروژو لپاره چې اوس مهال روانې دي، د څراغ پمپ شوي جامد حالت لیزر څخه کار اخیستل کیږي چې د لیزر بیم بریښنا 4 کیلو واټ لري. د لیزر رڼا د 600 µm شیشې فایبر له لارې لیږدول کیږي.
د لیزر رڼا د شیشې فایبر له لارې لیږدول کیږي، په کوم کې چې پیل او پای د اوبو په واسطه یخ کیږي. د لیزر بیم د 200 ملي میتر فوکل فاصله سره د فوکس کولو ماډل لخوا د کاري ټوټې ته وړاندې کیږي.
۳. د لیزر هایبرډ پروسه:
د فلزي کاري ټوټو د ویلډینګ لپاره، د Nd:YAG لیزر بیم د 106W/cm2 څخه پورته شدت کې متمرکز دی. کله چې لیزر بیم د موادو سطحې ته ورسیږي، نو دا ځای د بخارۍ تودوخې ته ګرموي، او د فلزي بخار د تیښتې له امله په ویلډ فلز کې د بخار غار جوړیږي. د ویلډ سیوم ځانګړی ځانګړتیا د هغې لوړ ژوروالی او عرض تناسب دی. د آزاد سوځیدونکي قوس د انرژۍ جریان کثافت د 104 W/cm2 څخه یو څه پورته دی. شکل 1 د هایبرډ ویلډینګ اساسي اصل څرګندوي. د لیزر بیم
دلته ښودل شوی چې د قوس څخه د تودوخې سربیره، د سیم په پورتنۍ برخه کې د ویلډ فلز ته تودوخه ورکوي. د یو ترتیبي ترتیب برعکس چیرې چې دوه جلا ویلډ پروسې په پرله پسې ډول عمل کوي، هایبرډ ویلډینګ ممکن د دواړو ویلډ پروسو ترکیب په توګه وګڼل شي چې په یو او ورته پروسې زون کې په ورته وخت کې عمل کوي. د کوم آرک یا لیزر پروسې کارول کیږي، او د پروسې پیرامیټرو پورې اړه لري، پروسې به یو بل په مختلف حد او مختلف لارو اغیزه وکړي [1، 2].
د لیزر پروسې او آرک پروسې د ترکیب له امله، د ویلډ د ننوتلو ژوروالی او د ویلډنګ سرعت کې هم زیاتوالی راغلی دی (د هغو پروسو په پرتله چې پخپله کارول کیږي). د بخار غار څخه تښتیدونکي فلزي بخار د آرک پلازما باندې ریټرو عمل کوي. د پروسس پلازما کې د Nd:YAG لیزر وړانګو جذب کول د پام وړ پاتې دي. د دوه بریښنا ان پټونو د غوره شوي تناسب پورې اړه لري، د ټولیز پروسې ځانګړتیا ممکن د لیزر یا آرک لخوا په لویه یا کوچنۍ کچه وټاکل شي [3,4].
شکل ۱: د سکیماتي استازیتوب: لیزر هایبرډ ویلډینګ
د لیزر وړانګو جذب په پراخه کچه د کاري ټوټې د سطحې د تودوخې لخوا اغیزمن کیږي. مخکې لدې چې د لیزر ویلډینګ پروسه پیل شي، لومړی باید لومړني انعکاس له منځه یوړل شي، په ځانګړي توګه د المونیم سطحو کې. دا د ځانګړي پیل پروګرام سره د ویلډینګ پیل کولو سره ترلاسه کیدی شي. د بخار کولو تودوخې ته رسیدو وروسته، د بخار غار جوړیږي، چې په پایله کې یې نږدې ټول وړانګې انرژي د کاري ټوټې ته داخل کیدی شي. د دې لپاره اړین انرژي د تودوخې پورې تړلي جذب او د ضایع شوي انرژي مقدار لخوا ټاکل کیږي.
د ورک پیس پاتې برخې ته د لیږد له لارې. په لیزر هایبرډ ویلډینګ کې، بخارات نه یوازې د ورک پیس له سطحې څخه بلکې د ډکونکي تار څخه هم ترسره کیږي، پدې معنی چې ډیر فلزي بخار شتون لري، کوم چې په پایله کې د لیزر وړانګو داخلول اسانه کوي. دا د پروسې پریښودو مخه هم نیسي [5، 6، 7، 8، 9].
۴. د موټرو کارول:
د فضايي چوکاټ ټیکنالوژۍ په کارولو سره، د فولادي موټر د بدن په پرتله د 43٪ وزن کمول ممکن دي.
شکل ۲: د آډي سپیس چوکاټ A2 مفهوم
د آډي A2 سپیس چوکاټ د 30 مترو لیزر (په شکل 2 کې ژیړ پټې) او 20 متره MIG ویلډ اوږدوالی لري. سربیره پردې، 1700 ریویټونه هم کارول کیږي.
شکل ۳: د آډي-A2 په پروفایلونو او د نښلولو تخنیکونو پرتله کول
شکل ۴ د ALMg3 کاسټ موادو د لیزر هایبرډ ویلډ شوی ګډ د AlMgSi شیټ موادو سره ښیي. د ډکونکي تار AlSi5 دی او د محافظت ګاز کارول کیږي ارګون دی. د لیزر ځواک زیاتوالي سره، ژور نفوذ ممکن دی. پدې ډول د لیزر بیم سره د آرک سره یوځای کول د لیزر بیم ویلډ پروسې په پرتله د ویلډ لوی حوض ترلاسه کوي. دا د پراخو تشو سره د اجزاو ویلډ کول ممکن کوي.
شکل ۴: د ۰.۵ ملي میتر تشې سره د جوائنټ اوورلیپ کول
د موټرو په صنعت کې د ګډ چمتووالي پرته د اوورلیپ ویلډینګ ډیری غوښتنلیکونه شتون لري. دا مهال، د دې ویلډینګ کار لپاره د هنر پروسه د لیزر ویلډینګ پروسه ده چې د سړې ډکونکي تار سره ده، د AA 6xxx الیاژ د ګرمې درز له امله. کله چې ګډ د ډکونکي تار سره ویلډینګ شي، نو د لیزر ډیره انرژي به له لاسه ورکړي ترڅو دا ډکونکی تار وخوري.
راتلونکی انځور د لیزر هایبرډ او لیزر ویلډینګ ترمنځ توپیرونه په یو اوورلیپ جوائنټ کې د 2.4m/min د ویلډینګ سرعت سره څرګندوي. د لیزر ویلډینګ په حالت کې، د ویلډ بیډ ډکولو امکان شتون نلري، او انډرکټ تولید کیږي. همدارنګه، د اساس موادو ته یوازې خورا کوچنی نفوذ شتون لري. د ویلډ بیډ پلنوالی خورا کوچنی دی، او له همدې امله به د ټیټ تناسلي ځواک تمه وشي. د لیزر هایبرډ ویلډینګ په حالت کې،
اضافي مواد د ویلډ حوض ته لیږدول کیږي. انډرکټ د MIG پروسې څخه د تار سره ډک شوی، او د لیزر انرژي یوه برخه اوس خوندي شوې ده. دا خوندي شوی لیزر انرژي د اساس موادو ته د ننوتلو زیاتولو لپاره کارول کیدی شي او د ویلډ بیډ پلنوالی د موادو ضخامت څخه لوی دی، کوم چې د عددي سمولیشن څخه اړین دی.
شکل ۵ د لیزر هایبرډ او لیزر ویلډینګ ترمنځ د فلر تار پرته پرتله کول
د لیزر هایبرډ ویلډینګ پروسې سره دا ممکنه ده چې د المونیم، فولادو او سټینلیس فولادو څخه جوړ شوي مواد تر 4 ملي میتر پورې ضخامت پورې ولډ شي. که چیرې ضخامت ډیر لوړ وي، نو بشپړ نفوذ ممکن نه وي. د زنک پوښل شوي موادو سره د یوځای کیدو لپاره، د لیزر بریزینګ پروسې کارول هم غوره دي.
په موټرو کې نور غوښتنلیکونه د بریښنا ټرینونه، اکسلونه او د موټر بدنونه دي، چیرې چې د لیزر هایبرډ ویلډینګ پروسه مناسبه کیدی شي.
د ویلډینګ سر:
د ویلډینګ سر باید کوچني هندسي ابعاد ولري، ترڅو د ویلډینګ کولو لپاره اجزاو ته ښه لاسرسی ډاډمن شي، په ځانګړي توګه د اتومات بدن په ساحه کې. سربیره پردې، دا باید ډیزاین شي ترڅو د روبوټ سر سره مناسب جلا کیدونکی اړیکه او د پروسس متغیرونو تنظیم کولو ته اجازه ورکړي لکه د فوکل فاصله، او مشعل سټینډ آف فاصله په ټولو کارټیسین همغږي کې. شکل 5 د ویلډینګ سر ښیې، پداسې حال کې چې پروسه په عمل کې ده. هغه توییدل چې د ویلډینګ پروسې په جریان کې پیښیږي د محافظتي شیشې د زیاتیدونکي خاورې کیدو لامل کیږي. د کوارټز شیشې په دواړو خواوو کې د انعکاس ضد موادو سره پوښل شوي او د لیزر آپټیکل سیسټم د زیان څخه د ساتنې لپاره دي.
د خاورې کېدو درجې پورې اړه لري، په شیشه کې راټولیدونکي سپرې کولی شي د لیزر ځواک چې په حقیقت کې په ورک پیس باندې اغیزه کوي تر 90٪ پورې کم کړي. ډیر خاورې کېدل عموما د محافظتي شیشې ویجاړیدو لامل کیږي، ځکه چې د وړانګو انرژي دومره لویه برخه بیا د شیشه لخوا جذب کیږي، چې په شیشه کې د تودوخې فشارونه رامینځته کوي. د دې ویلډینګ سر او ویلډینګ تجهیزاتو سره، دا ممکنه ده چې دا د لیزر هایبرډ ویلډینګ، لیزر ویلډینګ، MSG ویلډینګ او لپاره وکاروئ.د لیزر ګرم تار بریزینګ.
شکل ۶: د ویلډینګ سر او پروسه
۵. د لیزر هایبرډ ویلډینګ ګټې:
د قوس او لیزر بیم د یوځای کیدو څخه لاندې ګټې ترلاسه کیږي: د لیزر ویلډینګ په پرتله د لیزر هایبرډ ویلډینګ ګټې:
• د پروسې لوړ ثبات
• لوړ پل وړتیا
• ژور نفوذ
• د پانګې اچونې ټیټ لګښتونه
• زیات انعطاف
د MIG ویلډینګ په پرتله د لیزر هایبرډ ویلډینګ ګټې:
• د ویلډنګ لوړ سرعت
• د لوړ ویلډینګ سرعت سره ژور نفوذ
• د حرارتي ان پټ ټیټ
• لوړ کشش ځواک
• د ویلډ سیامونه تنګ دي
شکل ۷: د دواړو پروسو د یوځای کولو ګټې
د آرک ویلډینګ پروسه د ټیټ لګښت انرژي سرچینې، ښه پل وړتیا او د فلر فلزاتو اضافه کولو سره د جوړښت اغیزمن کولو اسانتیا لخوا مشخص کیږي. له بلې خوا، د لیزر بیم پروسې ځانګړي ځانګړتیاوې د ویلډینګ لوی ژوروالی، د ویلډینګ لوړ سرعت، ټیټ حرارتي بار او تنګ ویلډ سیامونه دي چې دا یې ترلاسه کوي. د یو ټاکلي بیم کثافت څخه پورته، لیزر بیم په فلزي موادو کې "ژور ویلډ اغیز" تولیدوي کوم چې د دیوال ضخامت سره اجزاو ته وړتیا ورکوي چې ویلډینګ شي - په دې شرط چې د لیزر ځواک کافي لوړ وي. د لیزر هایبرډ ویلډینګ پدې توګه د لوړ ویلډینګ سرعت، د آرک او لیزر بیم ترمنځ د تعامل له امله د پروسې ثبات، د تودوخې موثریت زیات شوی او د کار ټوټې زغم ډیر دی. ځکه چې د ویلډ حوض د MIG پروسې په پرتله کوچنی دی، لږ حرارتي ان پټ شتون لري او پدې توګه د تودوخې اغیزمن زون کوچنی دی. دا پدې مانا ده چې لږ ویلډینګ
تحریف، کوم چې د ویلډ وروسته د مستقیم کولو کار اندازه کموي چې باید ترسره شي.
چیرې چې دوه جلا ویلډ حوضونه شتون ولري، د آرک څخه وروسته حرارتي ان پټ پدې معنی دی چې د لیزر بیم - ویلډ شوی ساحه - په ځانګړي توګه د فولادو په حالت کې - د ویلډ وروسته تودوخې درملنه ورکول کیږي، د سختۍ ارزښتونه په مساوي ډول په ټول سیم کې خپروي. شکل 6 د ګډ (یعنې هایبرډ) پروسې ګټې لنډیز کوي.
اوس د لیزر ویلډینګ په پرتله د هایبرډ ویلډینګ اقتصادي ګټو ته راګرځو، لاندې څرګندونې کیدی شي: د ویلډ سیم یوه برخه د لیزر ویلډ او یوه برخه د MIG ویلډ څخه جوړه شوې ده. د هایبرډ پروسه دا ممکنه کوي چې د لیزر بیم ځواک کم کړي، پدې معنی چې د لیزر سرچینې د انرژۍ مصرف خورا کم کیدی شي، ځکه چې د لیزر بیم اپریټس یوازې 3٪ موثریت لري. په بل عبارت: د لیزر بیم بریښنا کې د 1 kW کمښت چې په ورک پیس اغیزه کوي د بریښنا مین څخه مصرف شوي بریښنا کې شاوخوا 35 kVA کمښت لامل کیږي.
د لیزر بیم یو اپریټس د هر 1 کیلو واټ لپاره شاوخوا 0.1 متر یورو لګښت لريد لیزر بیم ځواک. یوازې د یوې بیلګې په توګه، په هغه صورت کې چې د هایبرډ پروسې کارول د 4 کیلو واټ بیم بریښنا سره د یو پرځای د 2 کیلو واټ لیزر بیم اپریټس کارول ممکن کوي، دا د پانګونې لګښتونو کې د 0.2 متر یورو سپما پایله لري. په هرصورت، دلته باید په یاد ولرئ چې د هایبرډ پروسې لپاره، د 20,000 یورو شاوخوا لګښت لرونکي MIG ماشین ته اړتیا وي.
د لوړ ویلډینګ سرعت څخه مننه، د جوړولو وختونه او د ویلډینګ لګښتونه دواړه کم کیدی شي.
۶. د لیزر ګرم وایر بریزینګ:
د لیزر بیم د ډکونکي تار سره د یوځای کولو لپاره بله ممکنه لاره د لیزر هوټ وایر پروسه ده [10]. پدې پروسه کې د ډکونکي تار د ورته بریښنا سرچینې سره دمخه ګرم شوی، کوم چې د دې لپاره کارول کیدی شيد لیزر هایبرډ ویلډینګ پروسه. د فلر تار د 100 A څخه تر 220 A پورې د اوسني بار لري. د تار د تغذیې سرعت د بریزینګ بیډ د کراس برخې او د بریزینګ سرعت پورې اړه لري. بریزینګ د فلزي مقدار له لارې، د مولډینګ مواد وړاندې کوي کوم چې د پرتله کولو وړ ویلډ سیمونو په پرتله په اسانۍ سره پای ته رسیدلی شي. د شیټ برخو د بریزینګ له لارې، د ترمیم کار د ویلډ شوي بندونو په پرتله په اسانه ډول ترسره کیدی شي. د لیزر هوټ وایر بریزینګ یوه ګټه د بریز شوي زون ښه زنګ مقاومت دی.
د ډکونکي فلزاتو په توګه، ارزانه مسو پر بنسټ الیاژونه لکه SG-CuSi3 کارول کیږي او ارګون د محافظتي ګاز په توګه کار کوي.
شکل ۸: د پلان جوړونې استازیتوبد لیزر ګرم تار بریزینګ:
راتلونکی انځور د لیزر ګرم تار بریز شوي موادو کراس سیکشن ښیي. د زنک پوښل شوی مواد د 3 متر/دقیقې سرعت سره بریز شوی او د ډکونکي تار د 205 A اوسني بار لري. د تودوخې ان پټ خورا ټیټ دی، له همدې امله ټیټ تحریف د بریز کولو پروسې پایله ده.
۷. لنډیز:
د لیزر هایبرډ ویلډینګ یوه بشپړه نوې ټیکنالوژي ده چې د فلزي کار صنعتونو کې د غوښتنلیک پراخه ساحو لپاره همغږي وړاندې کوي، په ځانګړي توګه چیرې چې دا ممکنه یا مالي پلوه د اعتبار وړ نه وي چې د اجزاو زغم ترلاسه کړي چې د اړتیا وړ دي.د لیزر بیم ویلډینګد غوښتنلیک خورا پراخه لړۍ او د ګډې پروسې لوړه وړتیا د پانګونې کمولو لګښتونو، د جوړولو لنډ وخت، د تولید ټیټ لګښتونو او لوړ تولید له پلوه د سیالۍ وړتیا لوړوي.
د لیزر هایبرډ پروسه د المونیم ویلډینګ لپاره یوه نوې طریقه هم وړاندې کوي. په هرصورت، یوه باثباته پروسه چې په عمل کې کارول کیدی شي یوازې په نسبي ډول پدې وروستیو کې ممکنه شوې، د جامد حالت لیزرونو د لوړ تولید ځواک څخه مننه. ډیری مطالعاتو د لیزر-آرک-هیبرډ ویلډینګ پروسو اساسات معاینه کړي دي. د "هایبرډ ویلډینګ پروسې" په واسطه، موږ د لیزر بیم ویلډینګ او آرک ویلډینګ پروسې ترکیب معنی لرو، یوازې د یو واحد پروسې زون (پلازما او خټکي) سره. د څیړنو بنسټیزو مطالعاتو ښودلې چې یوه پروسه ممکنه ده چې پکې - د دوو پروسو په یوځای کولو سره - همغږي ترلاسه کیدی شي او د هرې جلا پروسې نیمګړتیاوې جبران کیدی شي، چې په پایله کې د ډیری مختلف موادو او جوړښتونو لپاره د ویلډینګ امکانات، ویلډینګ او ویلډینګ اعتبار لوړیږي. په ځانګړې توګه، دا د المونیم الیاژونو لپاره ښودل شوی. د مناسب پروسې پیرامیټرو غوره کولو سره، دا ممکنه ده چې په انتخابي ډول د ویلډینګ ملکیتونه لکه جیومیټري او ساختماني جوړښت اغیزمن کړئ. د آرک ویلډینګ پروسه د فلر فلز اضافه کولو سره د پل وړتیا زیاتوي؛ دا د ویلډ-سیم پلنوالی هم ټاکي او پدې توګه د ورک پیس چمتو کولو مقدار کموي چې ورته اړتیا ده. سربیره پردې، د پروسو ترمنځ ترسره کیدونکي تعاملات د پروسې موثریت کې د پام وړ زیاتوالي لامل کیږي. دا ترکیب پروسه د لیزر ویلډینګ پروسې په پرتله د پام وړ کوچني پانګونې لګښتونو ته هم اړتیا لري.
د لیزر ګرم تار بریز کولو پروسه په ځانګړي ډول د زنک پوښل شوي موادو لپاره کارول کیدی شي ترڅو د ښه زنګ مقاومت ترلاسه کړي.
د پوسټ وخت: اپریل-۱۸-۲۰۲۵
