વિવિધ મુખ્ય ક્ષેત્રોમાં હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ

01 જાડી પ્લેટ લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ

જાડી પ્લેટ (જાડાઈ ≥ 20mm) વેલ્ડીંગ એરોસ્પેસ, નેવિગેશન અને શિપબિલ્ડીંગ, રેલ પરિવહન વગેરે જેવા મહત્વના ક્ષેત્રોમાં મોટા સાધનોના ઉત્પાદનમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. આ ઘટકો સામાન્ય રીતે મોટી જાડાઈ, જટિલ સંયુક્ત સ્વરૂપો અને જટિલ સેવા દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. વાતાવરણ વેલ્ડીંગની ગુણવત્તા સાધનસામગ્રીના પ્રદર્શન અને જીવન પર સીધી અસર કરે છે. વેલ્ડીંગની ધીમી ગતિ અને સ્પેટરની ગંભીર સમસ્યાઓને કારણે, પરંપરાગત ગેસ શિલ્ડ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિને વેલ્ડીંગની ઓછી કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ ઉર્જાનો વપરાશ અને મોટા શેષ તણાવ જેવા પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે, જે સતત વધતી જતી મેન્યુફેક્ચરીંગ જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. જો કે, લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી પરંપરાગત વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીથી અલગ છે. તે સફળતાપૂર્વક ના ફાયદાઓને જોડે છેલેસર વેલ્ડીંગઅને આર્ક વેલ્ડીંગ, અને આકૃતિ 1 શોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે મોટી ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ, ઝડપી વેલ્ડીંગ ઝડપ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સારી વેલ્ડ ગુણવત્તાની લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે. તેથી, આ તકનીકે વ્યાપક ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે અને કેટલાક મુખ્ય ક્ષેત્રોમાં લાગુ કરવાનું શરૂ કર્યું છે.

આકૃતિ 1 લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગનો સિદ્ધાંત

02જાડી પ્લેટોના લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પર સંશોધન કરો

નોર્વેજીયન ઇન્સ્ટિટ્યુટ ઓફ ઇન્ડસ્ટ્રીયલ ટેકનોલોજી અને સ્વીડનની લુલે યુનિવર્સિટી ઓફ ટેકનોલોજીએ 45mm જાડા માઇક્રો-એલોય્ડ હાઇ-સ્ટ્રેન્થ લો-એલોય સ્ટીલ માટે 15kW હેઠળ સંયુક્ત વેલ્ડેડ સાંધાઓની માળખાકીય એકરૂપતાનો અભ્યાસ કર્યો. ઓસાકા યુનિવર્સિટી અને ઇજિપ્તની સેન્ટ્રલ મેટાલર્જિકલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટે જાડા પ્લેટ્સ (25mm) ની સિંગલ-પાસ લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા પર સંશોધન કરવા માટે 20kW ફાઇબર લેસરનો ઉપયોગ કર્યો, બોટમ હમ્પ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે બોટમ લાઇનરનો ઉપયોગ કર્યો. ડેનિશ ફોર્સ ટેક્નોલોજી કંપનીએ 32 kW પર 40mm જાડા સ્ટીલ પ્લેટના હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પર સંશોધન કરવા માટે શ્રેણીમાં બે 16 kW ડિસ્ક લેસરોનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે દર્શાવે છે કે ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર-આર્ક વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ ઓફશોર વિન્ડ પાવર ટાવર બેઝ વેલ્ડીંગમાં થવાની ધારણા છે. , આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. હાર્બિન વેલ્ડીંગ કો., લિમિટેડ દેશમાં સૌપ્રથમ છે જેણે ઉચ્ચ-પાવર સોલિડ લેસર-મેલ્ટિંગ ઇલેક્ટ્રોડ આર્ક હાઇબ્રિડ હીટ સોર્સ વેલ્ડીંગની કોર ટેક્નોલોજી અને ઇક્વિપમેન્ટ ઇન્ટિગ્રેશન ટેક્નોલોજીમાં નિપુણતા મેળવી છે. મારા દેશમાં હાઇ-એન્ડ સાધનોમાં હાઇ-પાવર સોલિડ લેસર-ડ્યુઅલ-વાયર મેલ્ટિંગ ઇલેક્ટ્રોડ આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજી અને સાધનોને સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવાની પહેલી વાર છે. ઉત્પાદન

આકૃતિ 2. લેસર ઇન્સ્ટોલેશન લેઆઉટ ડાયાગ્રામ

દેશ-વિદેશમાં જાડા પ્લેટોના લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગની વર્તમાન સંશોધન સ્થિતિ અનુસાર, તે જોઈ શકાય છે કે લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ અને સાંકડી ગેપ ગ્રુવના સંયોજનથી જાડી પ્લેટોનું વેલ્ડીંગ હાંસલ કરી શકાય છે. જ્યારે લેસર પાવર 10,000 વોટથી વધુ વધે છે, ત્યારે ઉચ્ચ-ઊર્જા લેસરના ઇરેડિયેશન હેઠળ, સામગ્રીનું બાષ્પીભવન વર્તન, લેસર અને પ્લાઝ્મા વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રક્રિયા, પીગળેલા પૂલ પ્રવાહની સ્થિર સ્થિતિ, હીટ ટ્રાન્સફર મિકેનિઝમ અને વેલ્ડની ધાતુશાસ્ત્રીય વર્તણૂકમાં વિવિધ અંશે ફેરફારો થશે. જેમ જેમ પાવર 10,000 વોટથી વધુ વધે છે તેમ, પાવર ઘનતામાં વધારો નાના છિદ્રની નજીકના વિસ્તારમાં બાષ્પીભવનની ડિગ્રીને તીવ્ર બનાવશે, અને રીકોઇલ ફોર્સ નાના છિદ્રની સ્થિરતા અને પીગળેલા પૂલના પ્રવાહને સીધી અસર કરશે, આમ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાને અસર કરે છે. લેસર અને તેની સંયુક્ત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓના અમલીકરણ પર ફેરફારોની નગણ્ય અસર છે. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં આ લાક્ષણિકતા પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે અમુક અંશે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની સ્થિરતાને પ્રતિબિંબિત કરે છે અને વેલ્ડની ગુણવત્તા પણ નક્કી કરી શકે છે. લેસર અને આર્કના બે ઉષ્મા સ્ત્રોતોની જોડાણની અસર બે ઉષ્મા સ્ત્રોતોને તેમની પોતાની લાક્ષણિકતાઓને સંપૂર્ણ રમત આપી શકે છે અને સિંગલ લેસર વેલ્ડીંગ અને આર્ક વેલ્ડીંગ કરતાં વધુ સારી વેલ્ડીંગ અસરો પ્રાપ્ત કરી શકે છે. લેસર ઓટોજેનસ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિની તુલનામાં, આ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિમાં મજબૂત ગેપ અનુકૂલનક્ષમતા અને મોટી વેલ્ડેબલ જાડાઈના ફાયદા છે. જાડા પ્લેટોની સાંકડી ગેપ લેસર વાયર ફિલિંગ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિની સરખામણીમાં, તેમાં ઉચ્ચ વાયર ગલન કાર્યક્ષમતા અને સારી ગ્રુવ ફ્યુઝન અસરના ફાયદા છે. . વધુમાં, ચાપ તરફ લેસરનું આકર્ષણ ચાપની સ્થિરતા વધારે છે, જે પરંપરાગત આર્ક વેલ્ડીંગ કરતાં લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગને ઝડપી બનાવે છે અનેલેસર ફિલર વાયર વેલ્ડીંગ, પ્રમાણમાં ઊંચી વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા સાથે.

03 હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ એપ્લિકેશન

હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી શિપબિલ્ડીંગ ઉદ્યોગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જર્મનીમાં મેયર શિપયાર્ડે વેલ્ડીંગ હલ ફ્લેટ પ્લેટ્સ અને સ્ટિફનર માટે 12kW CO2 લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રોડક્શન લાઇનની સ્થાપના કરી છે જેથી એક જ વારમાં 20m લાંબા ફિલેટ વેલ્ડની રચના હાંસલ કરી શકાય અને વિકૃતિની ડિગ્રી 2/3 ઘટાડી શકાય. GE એ USS સારાટોગા એરક્રાફ્ટ કેરિયરને વેલ્ડ કરવા માટે 20kW ની મહત્તમ આઉટપુટ પાવર સાથે ફાઇબર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમ વિકસાવી, 800 ટન વેલ્ડ મેટલની બચત કરી અને મેન-અવર્સમાં 80% ઘટાડો કર્યો, આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. CSSC 725 એ અપનાવે છે. 20kW ફાઇબર લેસર હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમ, જે વેલ્ડીંગના વિરૂપતાને 60% ઘટાડી શકે છે અને વેલ્ડીંગની કાર્યક્ષમતામાં 300% વધારો કરી શકે છે. શાંઘાઈ Waigaoqiao શિપયાર્ડ 16kW ફાઇબર લેસર હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રોડક્શન લાઇન લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ + MAG વેલ્ડીંગની નવી પ્રોસેસ ટેક્નોલોજી અપનાવે છે જેથી સિંગલ-સાઇડ સિંગલ-પાસ વેલ્ડીંગ અને 4-25mm જાડા સ્ટીલ પ્લેટની ડબલ-સાઇડ ફોર્મિંગ પ્રાપ્ત થાય. હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજીનો બખ્તરબંધ વાહનોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તેની વેલ્ડીંગ લાક્ષણિકતાઓ છે: મોટી-જાડાઈના જટિલ મેટલ સ્ટ્રક્ચરનું વેલ્ડીંગ, ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાનું ઉત્પાદન.

આકૃતિ 3. યુએસએસ સારા ટોગા એરક્રાફ્ટ કેરિયર

હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજી શરૂઆતમાં કેટલાક ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં લાગુ કરવામાં આવી છે અને તે મધ્યમ અને મોટી દિવાલની જાડાઈવાળા મોટા માળખાના કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન માટે એક મહત્વપૂર્ણ માધ્યમ બનશે. હાલમાં, ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગની પદ્ધતિ પર સંશોધનનો અભાવ છે, જેને વધુ મજબૂત કરવાની જરૂર છે, જેમ કે ફોટોપ્લાઝ્મા અને આર્ક વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને ચાપ અને પીગળેલા પૂલ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં હજુ પણ ઘણી વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓ છે, જેમ કે સાંકડી પ્રક્રિયા વિન્ડો, વેલ્ડ માળખાના અસમાન યાંત્રિક ગુણધર્મો અને જટિલ વેલ્ડીંગ ગુણવત્તા નિયંત્રણ. જેમ જેમ ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ લેસરોની આઉટપુટ શક્તિ ધીમે ધીમે વધે છે, તેમ ઉચ્ચ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેક્નોલૉજી ઝડપથી વિકાસ પામશે, અને વિવિધ પ્રકારની નવી લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેક્નોલોજીઓ ઉભરતી રહેશે. ભવિષ્યમાં ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર વેલ્ડીંગ સાધનોના વિકાસમાં સ્થાનિકીકરણ, મોટા પાયે અને બુદ્ધિશાળીકરણ મહત્વપૂર્ણ વલણો હશે.