Metodi ta' Wweldjar għal Partijiet Mikro u Żgħar L-iwweldjar bil-lejżer huwa metodu ta' wweldjar effiċjenti u preċiż li juża raġġ tal-lejżer b'densità għolja ta' enerġija bħala sors ta' sħana. Hija waħda mill-applikazzjonijiet importanti tat-teknoloġija tal-ipproċessar tal-materjal bil-lejżer. Fis-snin sebgħin, kien jintuża prinċipalment għall-iwweldjar ta' materjali b'ħitan irqaq u wweldjar b'veloċità baxxa, u l-proċess ta' wweldjar kien jappartjeni għat-tip ta' konduzzjoni tas-sħana. Speċifikament, ir-radjazzjoni tal-lejżer issaħħan il-wiċċ tal-biċċa tax-xogħol, u s-sħana fuq il-wiċċ tinfirex 'il ġewwa permezz tal-konduzzjoni termali. Billi jiġu kkontrollati parametri bħall-wisa', l-enerġija, il-qawwa massima, u l-frekwenza tar-ripetizzjoni tal-impulsi tal-lejżer, il-biċċa tax-xogħol tiġi mdewba biex tifforma ġabra mdewba speċifika. Minħabba l-vantaġġi uniċi tagħha, ġiet applikata b'suċċess għall-iwweldjar ta' preċiżjoni ta' partijiet mikro u żgħar.It-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer taċ-Ċina hija fost l-aktar avvanzati fid-dinja. Għandha t-teknoloġija u l-kapaċità li tifforma komponenti kumplessi tal-liga tat-titanju fuq aktar minn 12-il metru kwadru bl-użu tal-lejżer, u ġiet applikata fil-manifattura ta' prototipi u prodotti ta' diversi proġetti ta' riċerka domestiċi dwar l-avjazzjoni. F'Ottubru 2013, espert Ċiniż tal-iwweldjar rebaħ il-Premju Brook, l-ogħla premju akkademiku fil-qasam tal-iwweldjar, li kkonferma l-livell ta' klassi dinjija tal-iwweldjar bil-lejżer taċ-Ċina.
## Storja tal-Iżvilupp L-ewwel raġġ tal-lejżer fid-dinja ġie ġġenerat fl-1960 minn kristalli rubini eċċitanti b'lampa flash. Limitat mill-kapaċità termali tal-kristall, seta' jipproduċi biss raġġi pulsati qosra ħafna bi frekwenza baxxa. Għalkemm l-enerġija massima tal-polz istantanja setgħet tilħaq sa 10^6 watts, xorta kienet tappartjeni għal output ta' enerġija baxxa. Virga tal-kristall tal-granat tal-ittriju tal-aluminju drogat bin-neodimju (Nd:YAG), bin-neodimju (Nd) bħala l-element ta' eċċitazzjoni, tista' tiġġenera raġġ tal-lejżer kontinwu b'tul ta' mewġa wieħed b'qawwa ta' 1-8KW. Il-lejżer YAG, b'tul ta' mewġa ta' 1.06μm, jista' jiġi konness mar-ras tal-ipproċessar tal-lejżer permezz ta' fibra ottika flessibbli, li tinkludi tqassim flessibbli tat-tagħmir u adattabilità għall-iwweldjar ta' biċċiet tax-xogħol bi ħxuna ta' 0.5-6mm. Il-lejżer CO₂, li juża d-dijossidu tal-karbonju bħala l-eċitant (b'tul ta' mewġa ta' 10.6μm), jista' jikseb enerġija ta' ħruġ sa 25KW u jirrealizza wweldjar b'penetrazzjoni sħiħa f'pass wieħed ta' pjanċi ta' ħxuna ta' 2mm. Intuża ħafna fl-ipproċessar tal-metall fis-settur industrijali. F'nofs is-snin tmenin, l-iwweldjar bil-lejżer, bħala teknoloġija ġdida, ġibed attenzjoni mifruxa fl-Ewropa, l-Istati Uniti u l-Ġappun. Fl-1985, ThyssenKrupp Steel AG (il-Ġermanja) u Volkswagen AG (il-Ġermanja) ikkollaboraw biex jadottaw b'suċċess l-ewwel biċċa vojta wweldjata bil-lejżer fid-dinja fuq il-karozzerija tal-Audi 100. Fis-snin disgħin, il-manifatturi ewlenin tal-karozzi fl-Ewropa, l-Amerika ta' Fuq u l-Ġappun bdew jużaw b'mod wiesa' t-teknoloġija tal-biċċa vojta wweldjata bil-lejżer fil-manifattura tal-karozzerija tal-karozzi. L-esperjenza prattika kemm mil-laboratorji kif ukoll mill-manifatturi tal-karozzi wriet li l-biċċiet vojta wweldjati bil-lejżer jistgħu jiġu applikati b'suċċess fil-produzzjoni tal-karozzerija tal-karozzi. L-iwweldjar bil-lejżer magħmul apposta juża l-enerġija tal-lejżer biex awtomatikament jgħaqqad u jissaldja diversi tipi ta' azzar, azzar inossidabbli, ligi tal-aluminju, eċċ., b'materjali, ħxuna u kisi differenti fi pjanċa, profil jew pannell sandwich integrat. Dan jissodisfa r-rekwiżiti differenti tal-prestazzjoni tal-materjali tal-komponenti, u jikseb tagħmir ħafif bl-eħfef piż, struttura ottimali u l-aħjar prestazzjoni. F'pajjiżi żviluppati bħall-Ewropa u l-Istati Uniti,iwweldjar bil-lejżer imfassal appostaMhux biss jintuża fl-industrija tal-manifattura tat-tagħmir tat-trasport iżda jiġi applikat b'mod wiesa' f'oqsma bħall-kostruzzjoni, pontijiet, produzzjoni tal-iwweldjar tal-pjanċi tal-apparat domestiku, u l-iwweldjar tal-pjanċi tal-azzar f'linji tal-irrumblar (konnessjoni tal-pjanċi f'irrumblar kontinwu). Impriżi tal-iwweldjar bil-lejżer ta' fama mondjali jinkludu Soudonic (l-Iżvizzera), ArcelorMittal Group (Franza), ThyssenKrupp TWB (il-Ġermanja), Servo-Robot (il-Kanada), u Precitec (il-Ġermanja). L-applikazzjoni tat-teknoloġija tal-blanks iwweldjati bil-lejżer fiċ-Ċina għadha kemm bdiet. Fil-25 ta' Ottubru 2002, l-ewwel linja ta' produzzjoni kummerċjali professjonali taċ-Ċina għal blanks iwweldjati bil-lejżer tpoġġiet uffiċjalment fis-seħħ. Ġiet introdotta minn Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding minn ThyssenKrupp TWB (il-Ġermanja). Aktar tard, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., u intrapriżi oħra tpoġġew suċċessivament fil-produzzjoni. Fl-2003, pajjiżi barranin indunaw bl-iwweldjar tal-wajer tal-mili bil-lejżer CO₂ b'raġġ doppju uIwweldjar bil-wajer tal-mili bil-lejżer YAGgħall-istruttura tal-pannell tal-ħajt t'isfel tal-liga tal-aluminju A318. Din it-teknoloġija ssostitwiet l-istruttura tradizzjonali msiemerkata, u b'hekk naqqset il-piż tal-fuselage tal-ajruplan b'20% u ffrankat 20% tal-ispiża. Gong Shuili emmen li t-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer se jkollha rwol sinifikanti fit-trasformazzjoni u l-aġġornament tal-industrija tradizzjonali tal-manifattura tal-avjazzjoni taċ-Ċina. Huwa applika immedjatament għal numru ta' proġetti ta' qabel ir-riċerka relatati, organizza tim ta' riċerka, u ħa t-tmexxija fl-introduzzjoni tat-teknoloġija tal-"iwweldjar bil-lejżer b'raġġ doppju" fi proġetti ta' riċerka fiċ-Ċina. Mill-bidu nett, huwa ppjana li japplika din it-teknoloġija għall-manifattura tal-ajruplani. It-tim ta' esperti Ċiniż irrapporta t-teknoloġija preliminari lil istitut tad-disinn tal-ajruplani u ppromwova l-vantaġġi u l-fattibbiltà tal-iwweldjar bil-lejżer b'raġġ doppju. Wara diversi verifiki u evalwazzjonijiet, l-istitut tad-disinn iddeċieda li japplika din it-teknoloġija għall-manifattura ta' pannelli tal-ħajt b'kustilji għal ċertu ajruplan, u b'hekk kiseb l-għan inizjali li japplika t-teknoloġija tal-"iwweldjar bil-lejżer b'raġġ doppju" għall-manifattura tal-ajruplani. Dan kiser teknoloġiji ewlenin bħall-kontroll preċiż tal-wajer tal-mili tal-iwweldjar bil-lejżer għal ligi ħfief, żviluppa apparat integrat u innovattiv tal-iwweldjar ibridu tal-wajer tal-mili tal-lejżer b'raġġ doppju, stabbilixxa l-ewwel pjattaforma tal-iwweldjar tal-wajer tal-mili tal-lejżer b'raġġ doppju ta' qawwa għolja fiċ-Ċina, irrealizza l-iwweldjar sinkroniku b'raġġ doppju u b'żewġ naħat ta' ġonot T fi strutturi kbar b'ħitan irqaq, u applikah b'suċċess għall-manifattura tal-iwweldjar ta' partijiet strutturali ewlenin ta' pannelli tal-ħitan b'kustilji tal-avjazzjoni għall-ewwel darba, u kellu rwol importanti fl-iżvilupp tal-inġenji tal-ajru ġodda taċ-Ċina. Fl-2003, l-ewwel sett komplut ta' tagħmir domestiku tal-iwweldjar bi strixxi online fuq skala kbira pprovdut minn HG Laser għadda l-aċċettazzjoni offline. Dan it-tagħmir jintegra t-tqattigħ bil-lejżer, l-iwweldjar u t-trattament bis-sħana, u b'hekk HG Laser kienet waħda mir-raba' intrapriżi fid-dinja kapaċi li jipproduċu tagħmir bħal dan. Fl-2004, il-proġett "Teknoloġija u Tagħmir tal-Ipproċessar tat-Tqattigħ bil-Lejżer b'Qawwa Għolja, l-Iwweldjar u t-Tqattigħ-Iwweldjar Kombinat" minn HG Laser Farley Laserlab rebaħ it-Tieni Premju tal-Premju Nazzjonali għall-Progress tax-Xjenza u t-Teknoloġija, u b'hekk sar l-unika intrapriża tal-lejżer fiċ-Ċina bil-kapaċità ta' R&Ż ta' din it-teknoloġija u t-tagħmir. Bl-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tal-lejżer industrijali, is-suq ressaq 'il quddiem rekwiżiti ogħla għat-teknoloġija tal-ipproċessar tal-lejżer. It-teknoloġija tal-lejżer inbidlet gradwalment minn applikazzjoni waħda għal applikazzjonijiet diversifikati. F'termini ta' pproċessar tal-lejżer, m'għadhiex limitata għal qtugħ jew iwweldjar wieħed. Id-domanda tas-suq għal tagħmir integrat għall-ipproċessar tal-lejżer li jikkombina t-tqattigħ u l-iwweldjar qed tiżdied, u b'hekk ħareġ tagħmir integrat għat-tqattigħ u l-iwweldjar bil-lejżer. HG Laser Farley Laserlab żviluppa l-magna integrata għat-tqattigħ u l-iwweldjar Walc9030, b'format ultra-kbir ta' 9 × 3 metri, li bħalissa hija l-akbar format ta' tagħmir integrat għat-tqattigħ u l-iwweldjar bil-lejżer fid-dinja. Il-Walc9030 huwa tagħmir ta' qtugħ u iwweldjar ta' format kbir li jintegrafunzjonijiet ta' qtugħ bil-lejżer u wweldjar bil-lejżerHuwa mgħammar b'ras tat-tqattigħ professjonali u ras tal-iwweldjar, u ż-żewġ irjus tal-ipproċessar jaqsmu raġġ wieħed. It-teknoloġija tal-kontroll numeriku tiżgura li ma jinterferixxux ma' xulxin. It-tagħmir jista' jlesti żewġ proċessi li jeħtieġu qtugħ u wweldjar simultanjament. Jista' jaqleb liberament bejn qtugħ l-ewwel imbagħad iwweldjar, jew iwweldjar l-ewwel imbagħad qtugħ, u jirrealizza kemm il-funzjonijiet ta' qtugħ bil-lejżer kif ukoll ta' wweldjar b'tagħmir wieħed mingħajr il-ħtieġa ta' tagħmir addizzjonali. Dan jiffranka l-ispejjeż tat-tagħmir għall-manifatturi tal-applikazzjonijiet, itejjeb l-effiċjenza tal-ipproċessar u l-firxa tal-ipproċessar. Barra minn hekk, minħabba l-integrazzjoni tat-tqattigħ u l-iwweldjar, il-preċiżjoni tal-ipproċessar hija garantita bis-sħiħ, u l-prestazzjoni tat-tagħmir hija effiċjenti u stabbli. Barra minn hekk, għeleb id-diffikultajiet tad-deformazzjoni termali tal-pjanċi waqt l-iwweldjar apposta ta' pjanċi ultra-kbar u r-realizzazzjoni stabbli ta' mogħdijiet ottiċi li jtiru ultra-twal. Jista' jiwweldja żewġ pjanċi ċatti ta' 6 metri fit-tul u 1.5 metri fil-wisa' f'daqqa, u l-wiċċ iwweldjat huwa lixx u ċatt mingħajr proċessar addizzjonali ta' wara. Fl-istess ħin, jista' jaqta' pjanċi b'wisa' ta' 3 metri, tul ta' aktar minn 6 metri, u ħxuna ta' inqas minn 20mm fi proċess wieħed ta' ffurmar mingħajr pożizzjonament sekondarju. L-Istitut tal-Awtomazzjoni ta' Shenyang, fl-Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi, wettaq kooperazzjoni internazzjonali mal-Korporazzjoni IHI (il-Ġappun). Wara l-istrateġija nazzjonali ta' żvilupp xjentifiku u teknoloġiku ta' "introduzzjoni, diġestjoni, assorbiment, u innovazzjoni mill-ġdid", għeleb diversi teknoloġiji ewlenin ta'iwweldjar bil-lejżer imfassal apposta, żviluppat l-ewwel sett ta' linji ta' produzzjoni kompluti ta' wweldjar bil-lejżer imfassla apposta fiċ-Ċina f'Settembru 2006, u żviluppat b'suċċess sistema robotika ta' wweldjar bil-lejżer, li rrealizzat iwweldjar bil-lejżer ta' kurvi planari u spazjali. F'Ottubru 2013, espert Ċiniż tal-wweldjar rebaħ il-Premju Brook, l-ogħla premju akkademiku fil-qasam tal-wweldjar. L-Istitut tal-Welding (TWI, UK) jirrakkomanda u jinnomina kandidati kull sena minn aktar minn 4,000 unità membru f'aktar minn 120 pajjiż, u fl-aħħar jagħti dan il-premju lil espert wieħed bħala rikonoxximent tal-kontribuzzjonijiet eċċellenti tagħhom għax-xjenza u t-teknoloġija tal-wweldjar jew l-għaqda u l-applikazzjoni industrijali tagħha. Dan il-premju mhux biss huwa rikonoxximent ta' Gong Shuili u t-tim tiegħu iżda wkoll affermazzjoni tar-rwol tal-AVIC fil-promozzjoni tal-progress tat-teknoloġija tal-għaqda tal-materjali.
## Parametri Strutturali
### Tagħmir tax-Xogħol Huwa magħmul minn oxxillatur ottiku u mezz imqiegħed bejn il-mirja fiż-żewġt itruf tal-kavità tal-oxxillatur. Meta l-mezz jiġi eċċitat għal stat ta' enerġija għolja, jibda jiġġenera mewġ tad-dawl f'fażi, li jirrifletti 'l quddiem u lura bejn il-mirja fiż-żewġt itruf, u jifforma effett ta' konkatenazzjoni fotoelettrika. Dan jamplifika l-mewġ tad-dawl, u meta tinkiseb biżżejjed enerġija, jiġi emess il-lejżer. Il-lejżer jista' wkoll jiġi definit bħala apparat li jikkonverti sorsi ta' enerġija primarja bħall-enerġija elettrika, l-enerġija kimika, l-enerġija termali, l-enerġija tad-dawl, jew l-enerġija nukleari f'raġġi ta' radjazzjoni elettromanjetika ta' frekwenzi ottiċi speċifiċi (dawl ultravjola, dawl viżibbli, jew dawl infra-aħmar). Din il-konverżjoni tista' titwettaq faċilment f'ċerti mezzi solidi, likwidi, jew gassużi. Meta dawn il-mezzi jiġu eċċitati fil-forma ta' atomi jew molekuli, jipproduċu raġġ tad-dawl kważi bl-istess fażi u kważi wavelength wieħed—lejżer. Minħabba l-proprjetà f'fażi tiegħu u wavelength wieħed, l-angolu tad-diverġenza huwa żgħir ħafna, u jista' jiġi trasmess fuq distanza twila qabel ma jkun ikkonċentrat ħafna biex jipprovdi funzjonijiet bħall-iwweldjar, it-tqattigħ, u t-trattament bis-sħana. ### Klassifikazzjoni tal-Lejżers Hemm prinċipalment żewġ tipi ta' lejżers użati għall-iwweldjar, jiġifieri lejżers CO₂ u lejżers Nd:YAG. Kemm il-lejżers CO₂ kif ukoll il-lejżers Nd:YAG huma dawl infra-aħmar inviżibbli għall-għajn. Ir-raġġ iġġenerat mil-lejżer Nd:YAG huwa prinċipalment dawl infra-aħmar qrib b'tul ta' mewġa ta' 1.06μm. Il-kondutturi termali għandhom rata ta' assorbiment relattivament għolja għad-dawl ta' dan il-tul ta' mewġa, u għal ħafna metalli, ir-riflettività hija ta' 20%-30%. Ir-raġġ infra-aħmar qrib jista' jiġi ffukat għal dijametru ta' 0.25mm bl-użu ta' lentijiet ottiċi standard. Ir-raġġ tal-lejżer CO₂ huwa dawl infra-aħmar imbiegħed b'tul ta' mewġa ta' 10.6μm. Ħafna metalli għandhom riflettività ta' 80%-90% għal dan it-tip ta' dawl, għalhekk huma meħtieġa lentijiet ottiċi speċjali biex jiffokaw ir-raġġ għal dijametru ta' 0.75-1.0mm. Il-qawwa tal-lejżers Nd:YAG ġeneralment tista' tilħaq madwar 4,000-6,000W, u l-qawwa massima issa laħqet 10,000W. B'kuntrast, il-qawwa tal-lejżers CO₂ tista' faċilment tilħaq 20,000W jew saħansitra ogħla. Lejżers CO₂ ta' qawwa għolja jsolvu l-problema ta' riflettività għolja permezz tal-effett tat-toqba taċ-ċavetta. Meta l-wiċċ tal-materjal irradjat mill-punt tad-dawl idub, tifforma toqba taċ-ċavetta. Din it-toqba taċ-ċavetta mimlija bil-fwar hija bħal korp iswed, li jassorbi kważi l-enerġija kollha tad-dawl inċidentali. It-temperatura tal-ekwilibriju ġewwa t-toqba taċ-ċavetta tilħaq madwar 25,000°C, u r-riflettività tonqos malajr fi ftit mikrosekondi. Għalkemm il-fokus tal-iżvilupp tal-lejżers CO₂ għadu jiffoka fuq l-iżvilupp u r-riċerka tat-tagħmir, m'għadux dwar iż-żieda tal-qawwa massima tal-ħruġ, iżda dwar kif tittejjeb il-kwalità tar-raġġ u l-prestazzjoni tal-iffukar tiegħu. Barra minn hekk, meta l-argon jintuża bħala l-gass protettiv għall-iwweldjar bil-lejżer CO₂ b'qawwa 'l fuq minn 10kW, ħafna drabi jikkaġuna plażma qawwija, li tnaqqas il-fond tal-penetrazzjoni. Għalhekk, l-elju, li ma jiġġenerax plażma, ħafna drabi jintuża bħala l-gass protettiv għall-iwweldjar bil-lejżer CO₂ ta' qawwa għolja. L-applikazzjoni ta' kombinazzjonijiet ta' lejżers tad-dijodi għal kristalli Nd:YAG ta' qawwa għolja eċċitanti hija suġġett importanti ta' riċerka u żvilupp, li se jtejjeb ħafna l-kwalità tar-raġġi tal-lejżer u jifforma pproċessar tal-lejżer aktar effiċjenti. L-użu ta' matriċi diretti tad-dijodi biex jeċitaw u joħorġu lejżers fir-reġjun tal-infra-aħmar qrib kiseb qawwa medja ta' 1kW u effiċjenza ta' konverżjoni fotoelettrika ta' kważi 50%. Id-dijodi għandhom ukoll ħajja ta' servizz itwal (10,000 siegħa), li tgħin biex tnaqqas l-ispiża tal-manutenzjoni tat-tagħmir tal-lejżer. L-iżvilupp ta' tagħmir tal-lejżer solidu ppumpjat bid-dijodi (DPSSL) qed javvanza wkoll.
Ħin tal-posta: 27 ta' Awwissu 2025
