विभिन्न प्रमुख क्षेत्रों में उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक का अनुप्रयोग

01 मोटी प्लेट लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग

मोटी प्लेट (मोटाई ≥ 20 मिमी) वेल्डिंग एयरोस्पेस, नेविगेशन और जहाज निर्माण, रेल परिवहन आदि जैसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में बड़े उपकरणों के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। इन घटकों को आमतौर पर बड़ी मोटाई, जटिल संयुक्त रूपों और जटिल सेवा की विशेषता होती है। वातावरण. वेल्डिंग की गुणवत्ता का उपकरण के प्रदर्शन और जीवन पर सीधा प्रभाव पड़ता है। धीमी वेल्डिंग गति और गंभीर छींटों की समस्याओं के कारण, पारंपरिक गैस परिरक्षित वेल्डिंग विधि को कम वेल्डिंग दक्षता, उच्च ऊर्जा खपत और बड़े अवशिष्ट तनाव जैसी चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिससे लगातार बढ़ती विनिर्माण आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक पारंपरिक वेल्डिंग तकनीक से अलग है। यह के फायदों को सफलतापूर्वक संयोजित करता हैलेसर वेल्डिंगऔर आर्क वेल्डिंग, और इसमें बड़ी प्रवेश गहराई, तेज वेल्डिंग गति, उच्च दक्षता और बेहतर वेल्ड गुणवत्ता की विशेषताएं हैं, जैसा कि चित्र 1 शो में दिखाया गया है। इसलिए, इस तकनीक ने व्यापक ध्यान आकर्षित किया है और कुछ प्रमुख क्षेत्रों में इसे लागू किया जाना शुरू हो गया है।

चित्र 1 लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग का सिद्धांत

02मोटी प्लेटों की लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग पर शोध

स्वीडन में नॉर्वेजियन इंस्टीट्यूट ऑफ इंडस्ट्रियल टेक्नोलॉजी और ल्यूल यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी ने 45 मिमी मोटी सूक्ष्म-मिश्र धातु उच्च शक्ति वाले कम-मिश्र धातु इस्पात के लिए 15 किलोवाट के तहत मिश्रित वेल्डेड जोड़ों की संरचनात्मक एकरूपता का अध्ययन किया। ओसाका विश्वविद्यालय और मिस्र के सेंट्रल मेटलर्जिकल रिसर्च इंस्टीट्यूट ने मोटी प्लेटों (25 मिमी) की सिंगल-पास लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग प्रक्रिया पर शोध करने के लिए 20 किलोवाट फाइबर लेजर का उपयोग किया, नीचे की कूबड़ की समस्या को हल करने के लिए बॉटम लाइनर का उपयोग किया। डेनिश फोर्स टेक्नोलॉजी कंपनी ने 32 किलोवाट पर 40 मिमी मोटी स्टील प्लेटों की हाइब्रिड वेल्डिंग पर शोध करने के लिए श्रृंखला में दो 16 किलोवाट डिस्क लेजर का उपयोग किया, यह दर्शाता है कि ऑफशोर पवन ऊर्जा टावर बेस वेल्डिंग में उच्च शक्ति लेजर-आर्क वेल्डिंग का उपयोग होने की उम्मीद है। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। हार्बिन वेल्डिंग कंपनी लिमिटेड हाई-पावर सॉलिड लेजर-मेल्टिंग इलेक्ट्रोड आर्क हाइब्रिड हीट सोर्स वेल्डिंग की मुख्य तकनीक और उपकरण एकीकरण तकनीक में महारत हासिल करने वाली देश की पहली कंपनी है। यह मेरे देश में हाई-एंड उपकरणों के लिए हाई-पावर सॉलिड लेजर-डुअल-वायर मेल्टिंग इलेक्ट्रोड आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक और उपकरणों को सफलतापूर्वक लागू करने का पहला मौका है। उत्पादन।

चित्रा 2. लेजर स्थापना लेआउट आरेख

देश और विदेश में मोटी प्लेटों की लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग की वर्तमान शोध स्थिति के अनुसार, यह देखा जा सकता है कि लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग विधि और संकीर्ण अंतराल नाली के संयोजन से मोटी प्लेटों की वेल्डिंग प्राप्त की जा सकती है। जब लेज़र की शक्ति 10,000 वाट से अधिक हो जाती है, तो उच्च-ऊर्जा लेज़र के विकिरण के तहत, सामग्री का वाष्पीकरण व्यवहार, लेज़र और प्लाज्मा के बीच संपर्क प्रक्रिया, पिघले हुए पूल प्रवाह की स्थिर स्थिति, गर्मी हस्तांतरण तंत्र, और वेल्ड के धातुकर्म व्यवहार में अलग-अलग डिग्री तक परिवर्तन होंगे। जैसे ही बिजली 10,000 वाट से अधिक हो जाती है, बिजली घनत्व में वृद्धि छोटे छेद के पास के क्षेत्र में वाष्पीकरण की डिग्री को तेज कर देगी, और पुनरावृत्ति बल सीधे छोटे छेद की स्थिरता और पिघले हुए पूल के प्रवाह को प्रभावित करेगा, जिससे वेल्डिंग प्रक्रिया प्रभावित हो रही है। परिवर्तनों का लेजर के कार्यान्वयन और इसकी मिश्रित वेल्डिंग प्रक्रियाओं पर नगण्य प्रभाव पड़ता है। वेल्डिंग प्रक्रिया में ये विशिष्ट घटनाएं प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से कुछ हद तक वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता को दर्शाती हैं, और वेल्ड की गुणवत्ता भी निर्धारित कर सकती हैं। लेजर और आर्क के दो ताप स्रोतों का युग्मन प्रभाव दो ताप स्रोतों को अपनी विशेषताओं के लिए पूर्ण खेल दे सकता है और एकल लेजर वेल्डिंग और आर्क वेल्डिंग की तुलना में बेहतर वेल्डिंग प्रभाव प्राप्त कर सकता है। लेजर ऑटोजेनस वेल्डिंग विधि की तुलना में, इस वेल्डिंग विधि में मजबूत अंतर अनुकूलनशीलता और बड़ी वेल्ड करने योग्य मोटाई के फायदे हैं। मोटी प्लेटों की संकीर्ण अंतराल लेजर तार भरने वाली वेल्डिंग विधि की तुलना में, इसमें उच्च तार पिघलने की दक्षता और अच्छे नाली संलयन प्रभाव के फायदे हैं। . इसके अलावा, आर्क के प्रति लेजर का आकर्षण आर्क की स्थिरता को बढ़ाता है, जिससे पारंपरिक आर्क वेल्डिंग की तुलना में लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तेज हो जाती है औरलेजर भराव तार वेल्डिंग, अपेक्षाकृत उच्च वेल्डिंग दक्षता के साथ।

03 हाई-पावर लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग अनुप्रयोग

जहाज निर्माण उद्योग में उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। जर्मनी में मेयर शिपयार्ड ने एक बार में 20 मीटर लंबे फ़िलेट वेल्ड के गठन को प्राप्त करने और विरूपण की डिग्री को 2/3 तक कम करने के लिए पतवार फ्लैट प्लेटों और स्टिफ़नर की वेल्डिंग के लिए 12kW CO2 लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग उत्पादन लाइन की स्थापना की है। जीई ने यूएसएस साराटोगा विमान वाहक को वेल्ड करने के लिए 20 किलोवाट की अधिकतम आउटपुट पावर के साथ एक फाइबर लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग सिस्टम विकसित किया, जिससे 800 टन वेल्ड धातु की बचत हुई और मानव-घंटे 80% कम हो गए, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। सीएसएससी 725 एक को अपनाता है 20kW फाइबर लेजर हाई-पावर लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग सिस्टम, जो वेल्डिंग विरूपण को 60% तक कम कर सकता है और वेल्डिंग दक्षता को 300% तक बढ़ा सकता है। शंघाई वाइगाओकियाओ शिपयार्ड 16kW फाइबर लेजर हाई-पावर लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग सिस्टम का उपयोग करता है। उत्पादन लाइन सिंगल-साइडेड सिंगल-पास वेल्डिंग और 4-25 मिमी मोटी स्टील प्लेटों के डबल-साइड फॉर्मिंग को प्राप्त करने के लिए लेजर हाइब्रिड वेल्डिंग + एमएजी वेल्डिंग की एक नई प्रक्रिया तकनीक को अपनाती है। बख्तरबंद वाहनों में उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसकी वेल्डिंग विशेषताएं हैं: बड़ी मोटाई वाली जटिल धातु संरचनाओं की वेल्डिंग, कम लागत और उच्च दक्षता विनिर्माण।

चित्र 3. यूएसएस सारा टोगा विमानवाहक पोत

उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक को शुरू में कुछ औद्योगिक क्षेत्रों में लागू किया गया है और यह मध्यम और बड़ी दीवार मोटाई वाली बड़ी संरचनाओं के कुशल निर्माण के लिए एक महत्वपूर्ण साधन बन जाएगी। वर्तमान में, उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग के तंत्र पर शोध की कमी है, जिसे और मजबूत करने की आवश्यकता है, जैसे कि फोटोप्लाज्मा और आर्क के बीच की बातचीत और आर्क और पिघले हुए पूल के बीच की बातचीत। उच्च-शक्ति लेजर-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग प्रक्रिया में अभी भी कई अनसुलझे समस्याएं हैं, जैसे एक संकीर्ण प्रक्रिया विंडो, वेल्ड संरचना के असमान यांत्रिक गुण और जटिल वेल्डिंग गुणवत्ता नियंत्रण। जैसे-जैसे औद्योगिक-ग्रेड लेज़रों की उत्पादन शक्ति धीरे-धीरे बढ़ती है, उच्च-शक्ति लेज़र-आर्क हाइब्रिड वेल्डिंग तकनीक तेजी से विकसित होगी, और विभिन्न प्रकार की नई लेज़र हाइब्रिड वेल्डिंग प्रौद्योगिकियाँ उभरती रहेंगी। भविष्य में उच्च-शक्ति लेजर वेल्डिंग उपकरण के विकास में स्थानीयकरण, बड़े पैमाने पर और बुद्धिमानीकरण महत्वपूर्ण रुझान होंगे।