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

01 જાડી પ્લેટ લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ

એરોસ્પેસ, નેવિગેશન અને શિપબિલ્ડીંગ, રેલ પરિવહન વગેરે જેવા મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્રોમાં મોટા સાધનોના ઉત્પાદનમાં જાડી પ્લેટ (જાડાઈ ≥ 20mm) વેલ્ડીંગ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. આ ઘટકો સામાન્ય રીતે મોટી જાડાઈ, જટિલ સાંધા સ્વરૂપો અને જટિલ સેવા વાતાવરણ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. વેલ્ડીંગ ગુણવત્તાની સીધી અસર સાધનોના પ્રદર્શન અને જીવન પર પડે છે. ધીમી વેલ્ડીંગ ગતિ અને ગંભીર સ્પાટર સમસ્યાઓને કારણે, પરંપરાગત ગેસ શિલ્ડેડ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ ઓછી વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા, ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશ અને મોટા અવશેષ તણાવ જેવા પડકારોનો સામનો કરે છે, જેના કારણે સતત વધતી જતી ઉત્પાદન જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવી મુશ્કેલ બને છે. જો કે, લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી પરંપરાગત વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીથી અલગ છે. તે સફળતાપૂર્વક ફાયદાઓને જોડે છેલેસર વેલ્ડીંગઅને આર્ક વેલ્ડીંગ, અને આકૃતિ 1 શોમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, તેમાં મોટી ઘૂંસપેંઠ ઊંડાઈ, ઝડપી વેલ્ડીંગ ગતિ, ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સારી વેલ્ડ ગુણવત્તા જેવી લાક્ષણિકતાઓ છે. તેથી, આ ટેકનોલોજીએ વ્યાપક ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે અને કેટલાક મુખ્ય ક્ષેત્રોમાં તેનો ઉપયોગ શરૂ થયો છે.

આકૃતિ 1 લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગનો સિદ્ધાંત

02જાડી પ્લેટોના લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પર સંશોધન

નોર્વેજીયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ ટેકનોલોજી અને સ્વીડનમાં લ્યુલ યુનિવર્સિટી ઓફ ટેકનોલોજીએ 45 મીમી જાડા માઇક્રો-એલોય્ડ હાઇ-સ્ટ્રેન્થ લો-એલોય સ્ટીલ માટે 15kW હેઠળ કમ્પોઝિટ વેલ્ડેડ સાંધાઓની માળખાકીય એકરૂપતાનો અભ્યાસ કર્યો. ઓસાકા યુનિવર્સિટી અને ઇજિપ્તની સેન્ટ્રલ મેટલર્જિકલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટે જાડા પ્લેટો (25 મીમી) ની સિંગલ-પાસ લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા પર સંશોધન કરવા માટે 20kW ફાઇબર લેસરનો ઉપયોગ કર્યો, જેમાં બોટમ હમ્પ સમસ્યાને ઉકેલવા માટે બોટમ લાઇનરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. ડેનિશ ફોર્સ ટેકનોલોજી કંપનીએ 32 kW પર 40mm જાડા સ્ટીલ પ્લેટોના હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પર સંશોધન કરવા માટે શ્રેણીમાં બે 16 kW ડિસ્ક લેસરનો ઉપયોગ કર્યો, જે દર્શાવે છે કે હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ ઓફશોર વિન્ડ પાવર ટાવર બેઝ વેલ્ડીંગમાં થવાની અપેક્ષા છે, જેમ કે આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. હાર્બિન વેલ્ડીંગ કંપની લિમિટેડ દેશમાં પ્રથમ છે જેણે હાઇ-પાવર સોલિડ લેસર-મેલ્ટિંગ ઇલેક્ટ્રોડ આર્ક હાઇબ્રિડ હીટ સોર્સ વેલ્ડીંગની કોર ટેકનોલોજી અને ઇક્વિપમેન્ટ ઇન્ટિગ્રેશન ટેકનોલોજીમાં નિપુણતા મેળવી છે. મારા દેશમાં ઉચ્ચ-શક્તિવાળા સોલિડ લેસર-ડ્યુઅલ-વાયર મેલ્ટિંગ ઇલેક્ટ્રોડ આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી અને સાધનોનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવાનો આ પ્રથમ પ્રસંગ છે. ઉત્પાદન.

આકૃતિ 2. લેસર ઇન્સ્ટોલેશન લેઆઉટ ડાયાગ્રામ

દેશ-વિદેશમાં જાડા પ્લેટોના લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના વર્તમાન સંશોધનની સ્થિતિ અનુસાર, તે જોઈ શકાય છે કે લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિ અને સાંકડી ગેપ ગ્રુવના સંયોજનથી જાડા પ્લેટોનું વેલ્ડીંગ પ્રાપ્ત 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, ગરમી સ્થાનાંતરણ પદ્ધતિ અને વેલ્ડના ધાતુશાસ્ત્ર વર્તનમાં વિવિધ ડિગ્રીમાં ફેરફાર થશે. જેમ જેમ પાવર 10,000 વોટથી વધુ વધે છે, તેમ 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, જેનાથી વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાને અસર થશે. લેસર અને તેની સંયુક્ત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓના અમલીકરણ પર ફેરફારોની નજીવી અસર પડે છે. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં આ લાક્ષણિક ઘટનાઓ પ્રત્યક્ષ કે પરોક્ષ રીતે વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની સ્થિરતાને અમુક અંશે પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને વેલ્ડની ગુણવત્તા પણ નક્કી કરી શકે છે. લેસર અને આર્કના બે ગરમી સ્ત્રોતોની જોડાણ અસર બે ગરમી સ્ત્રોતોને તેમની પોતાની લાક્ષણિકતાઓને સંપૂર્ણ રીતે ભજવી 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 તુલનામાં, તેમાં ઉચ્ચ વાયર ગલન કાર્યક્ષમતા અને સારી ગ્રુવ ફ્યુઝન અસરના ફાયદા છે. વધુમાં, ચાપ તરફ લેસરનું આકર્ષણ ચાપની સ્થિરતામાં વધારો કરે છે, જેનાથી લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પરંપરાગત ચાપ વેલ્ડીંગ કરતાં ઝડપી બને છે અનેલેસર ફિલર વાયર વેલ્ડીંગ, પ્રમાણમાં ઊંચી વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા સાથે.

03 હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ એપ્લિકેશન

શિપબિલ્ડીંગ ઉદ્યોગમાં હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. જર્મનીમાં મેયર શિપયાર્ડે વેલ્ડીંગ હલ ફ્લેટ પ્લેટ્સ અને સ્ટિફનર્સ માટે 12kW CO2 લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ઉત્પાદન લાઇન સ્થાપિત કરી છે જેથી એક જ વારમાં 20 મીટર લાંબા ફિલેટ વેલ્ડનું નિર્માણ થાય અને વિકૃતિની ડિગ્રી 2/3 ઓછી થાય. GE એ USS સારાટોગા એરક્રાફ્ટ કેરિયરને વેલ્ડ કરવા માટે 20kW ની મહત્તમ આઉટપુટ પાવર સાથે ફાઇબર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમ વિકસાવી, જેનાથી 800 ટન વેલ્ડ મેટલ બચત થાય છે અને મેન-અવર્સ 80% ઓછા થાય છે, જેમ કે આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. CSSC 725 20kW ફાઇબર લેસર હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમ અપનાવે છે, જે વેલ્ડીંગ વિકૃતિ 60% ઘટાડી શકે છે અને વેલ્ડીંગ કાર્યક્ષમતા 300% વધારી શકે છે. શાંઘાઈ વાઈગાઓકિયાઓ શિપયાર્ડ 16kW ફાઇબર લેસર હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરે છે. આ ઉત્પાદન લાઇન લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ + MAG વેલ્ડીંગની નવી પ્રક્રિયા ટેકનોલોજી અપનાવે છે જેથી સિંગલ-સાઇડેડ સિંગલ-પાસ વેલ્ડીંગ અને 4-25mm જાડા સ્ટીલ પ્લેટોનું ડબલ-સાઇડેડ ફોર્મિંગ પ્રાપ્ત થાય. હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ બખ્તરબંધ વાહનોમાં વ્યાપકપણે થાય છે. તેની વેલ્ડીંગ લાક્ષણિકતાઓ છે: મોટી-જાડાઈના જટિલ ધાતુના માળખાનું વેલ્ડીંગ, ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા ઉત્પાદન.

આકૃતિ 3. યુએસએસ સારા ટોગા એરક્રાફ્ટ કેરિયર

હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી શરૂઆતમાં કેટલાક ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં લાગુ કરવામાં આવી છે અને મધ્યમ અને મોટી દિવાલ જાડાઈવાળા મોટા માળખાના કાર્યક્ષમ ઉત્પાદન માટે એક મહત્વપૂર્ણ સાધન બનશે. હાલમાં, હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગની પદ્ધતિ પર સંશોધનનો અભાવ છે, જેને વધુ મજબૂત બનાવવાની જરૂર છે, જેમ કે ફોટોપ્લાઝ્મા અને આર્ક વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા અને આર્ક અને પીગળેલા પૂલ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા. હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં હજુ પણ ઘણી વણઉકેલાયેલી સમસ્યાઓ છે, જેમ કે સાંકડી પ્રક્રિયા વિન્ડો, વેલ્ડ સ્ટ્રક્ચરના અસમાન યાંત્રિક ગુણધર્મો અને જટિલ વેલ્ડીંગ ગુણવત્તા નિયંત્રણ. જેમ જેમ ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ લેસરોની આઉટપુટ પાવર ધીમે ધીમે વધતી જશે, તેમ તેમ હાઇ-પાવર લેસર-આર્ક હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી ઝડપથી વિકસિત થશે, અને વિવિધ પ્રકારની નવી લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ટેકનોલોજી ઉભરી આવશે. ભવિષ્યમાં હાઇ-પાવર લેસર વેલ્ડીંગ સાધનોના વિકાસમાં સ્થાનિકીકરણ, મોટા પાયે અને બુદ્ધિકરણ મહત્વપૂર્ણ વલણો હશે.