लेझर वेल्डिंग आणि इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग: हाय-एंड मॅन्युफॅक्चरिंगसाठी "हाय-टेक"

एरोस्पेस आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स सारख्या उच्च श्रेणीतील क्षेत्रांमध्ये, पारंपारिक फ्यूजन वेल्डिंग अचूकता आणि खोल प्रवेशाच्या आवश्यकता पूर्ण करणे कठीण आहे. लेझर वेल्डिंग आणि इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग "उच्च ऊर्जा घनता, उच्च अचूकता आणि कमी विकृती" या त्यांच्या फायद्यांसह वेगळे आहेत.

लेझर वेल्डिंग:हे वर्कपीस पृष्ठभागावर केंद्रित उच्च-शक्ती लेसर बीम (तरंगलांबी 1064nm किंवा 10.6μm) वापरते. तात्काळ तापमान 10,000 °C पेक्षा जास्त पोहोचू शकते, जलद वितळणे आणि धातू जोडणे लक्षात येते. यात अरुंद वेल्ड्स आणि लहान उष्मा-प्रभावित झोन आहेत, ज्यामुळे ते पातळ-भिंतीचे घटक आणि स्मार्टफोन कॅमेरा कंस आणि एरो-इंजिन ब्लेड्स सारख्या सूक्ष्म-भागांना वेल्डिंगसाठी योग्य बनवते.

इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग:व्हॅक्यूम वातावरणात, वर्कपीसवर भडिमार करण्यासाठी इलेक्ट्रॉन बीम प्रवेगक आणि केंद्रित आहे. 10^6-10^8 W/cm² इतक्या ऊर्जेच्या घनतेसह, ते 10:1 पर्यंतच्या गुणोत्तरासह खोल प्रवेश वेल्डिंग साध्य करू शकते. हे जाड-भिंतीच्या अचूक घटकांसाठी योग्य आहे जसे की परमाणु अणुभट्टीचे भाग आणि मोठे गीअर्स. तथापि, यात उच्च उपकरणे खर्च आहेत आणि व्हॅक्यूम वातावरण आवश्यक आहे, परिणामी तुलनेने मर्यादित अनुप्रयोग परिस्थिती आहे.

उपकरणांची रचना आणि लेसरचे प्रकार

मानक लेसर वेल्डिंग सिस्टममध्ये तीन मुख्य घटक असतात:

लेझर जनरेटर: विद्युत ऊर्जेला सुसंगत लेसर बीममध्ये रूपांतरित करते.

ऑप्टिकल ट्रान्समिशन सिस्टम: बीमचे मार्गदर्शन आणि लक्ष केंद्रित करते (उदा. फायबर ऑप्टिक्स, परावर्तित मिरर).

वर्कस्टेशन: फिक्स्चर, मोशन कंट्रोल्स (रोबोट/रेषीय टप्पे) आणि संरक्षणात्मक गॅस वितरण समाकलित करते.

गंभीर प्रक्रिया पॅरामीटर्स आणि ऑपरेशनल मार्गदर्शक तत्त्वे

पॅरामीटर कंट्रोल थेट वेल्डची गुणवत्ता निर्धारित करते- अगदी किरकोळ विचलनामुळे सच्छिद्रता किंवा क्रॅकसारखे दोष होऊ शकतात:

(1) वेल्डिंगपूर्व तयारी

साहित्य साफ करणे: इथेनॉल किंवा सँडब्लास्टिंग वापरून तेल, ऑक्साईड स्केल किंवा कोटिंग्ज काढा. उच्च-रिफ्लेक्टिव्हिटी सामग्रीसाठी (Al, Cu), लेसर परावर्तन कमी करण्यासाठी पृष्ठभागांवर प्री-ट्रीट करा.

फोकल पोझिशनिंग: खोल प्रवेशासाठी नकारात्मक डीफोकस (वर्कपीसच्या पृष्ठभागाच्या खाली केंद्रित) वापरा; बर्न-थ्रू टाळण्यासाठी पातळ शीट्ससाठी सकारात्मक डीफोकस (वर फोकस करा).

इंडस्ट्री ऍप्लिकेशन्स आणि केस स्टडीज

लेझर वेल्डिंगची अष्टपैलुता विविध क्षेत्रांमध्ये नावीन्य आणते:

(1) बांधकाम आणि अवजड उद्योग

स्टील स्ट्रक्चर्स: डबल-हेड लेसर-आर्क हायब्रिड वेल्डिंग सिस्टम 20mm+ T-बीम 1.2m/मिनिट वेगाने वेल्ड करतात, विकृती 50% कमी करतात.

जहाजबांधणी: 7व्या-अक्ष रेलसह रोबोट-मार्गदर्शित प्रणाली सिंगल पासेसमध्ये 115 मिमी-जाड हुल प्लेट्स वेल्ड करतात, "सिंगल-साइड वेल्डिंग, डबल-साइड फॉर्मिंग" आव्हान सोडवतात.

(२) ऑटोमोटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग

दोषमुक्त वर्तुळाकार वेल्ड्स साध्य करण्यासाठी "कीहोल स्थिरता नियंत्रण तंत्रज्ञान" वापरून ट्रान्समिशन घटकांचे अचूक वेल्डिंग.

कारच्या बॉडी पॅनल्सचे लेझर टेलर वेल्डिंगमुळे भागांची संख्या 30% आणि वजन 15% कमी होते.

(3) प्रगत ऊर्जा आणि एरोस्पेस

अणुऊर्जा: Ni-28W-6Cr मिश्र धातुचे फायबर लेसर वेल्डिंग (850°C वितळलेल्या मीठ अणुभट्ट्यांसाठी) पॅरामीटर ऑप्टिमायझेशनद्वारे क्रॅक सप्रेशनसह.

एरोस्पेस: सामग्रीची ताकद टिकवून ठेवण्यासाठी किमान उष्णता-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) सह टायटॅनियम मिश्र धातुच्या इंजिन ब्लेडचे वेल्डिंग.