લેસર બીમ વેલ્ડીંગ અને આર્ક વેલ્ડીંગ બંનેનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવે છે, અને સામગ્રી-જોડાણ ટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં ઉપયોગના વિશાળ સ્પેક્ટ્રમને મંજૂરી આપે છે. આ દરેક પ્રક્રિયાઓમાં ઉપયોગના ચોક્કસ ક્ષેત્રો છે, જેમ કે કાર્યક્ષેત્રમાં ઊર્જા પરિવહનની ભૌતિક પ્રક્રિયાઓ અને મેળવી શકાય તેવા ઊર્જા પ્રવાહ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ-ઊર્જા ઇન્ફ્રારેડ સુસંગત રેડિયેશન દ્વારા, ફાઇબર-ઓપ્ટિક કેબલનો ઉપયોગ કરીને, લેસર બીમ સ્ત્રોતમાંથી પ્રક્રિયા માટે સામગ્રીમાં ઊર્જા પ્રસારિત થાય છે. ચાપ ચાપ સ્તંભ દ્વારા કાર્યક્ષેત્રમાં વહેતા ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા વેલ્ડીંગ માટે જરૂરી ગરમીનું પ્રસારણ કરે છે. લેસર કિરણોત્સર્ગ ખૂબ જ સાંકડી ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન તરફ દોરી જાય છે જેમાં વેલ્ડીંગ ઊંડાઈ અને સીમ પહોળાઈ (ડીપ-વેલ્ડ અસર) ના મોટા ગુણોત્તર હોય છે. લેસર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની ગેપ-બ્રિજિંગ ક્ષમતા ખૂબ ઓછી છે, તેના નાના ફોકસ વ્યાસને કારણે, પરંતુ બીજી બાજુ તે ખૂબ જ ઊંચી વેલ્ડીંગ ગતિ સુધી પહોંચી શકે છે. ચાપ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં ઊર્જા ઘનતા ઘણી ઓછી હોય છે, પરંતુ કાર્યક્ષેત્રની સપાટી પર એક મોટું ફોકલ સ્પોટ બનાવે છે અને પ્રક્રિયાની ધીમી ગતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ બંને પ્રક્રિયાઓને મર્જ કરીને, ઉપયોગી સિનર્જી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. આખરે, આ ગુણવત્તાયુક્ત ફાયદા અને ઉત્પાદન-એન્જિનિયરિંગ લાભો, તેમજ ખર્ચ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો બંને પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા ઓટોમોબાઈલ ઉદ્યોગ બંનેમાં રસપ્રદ અને આર્થિક રીતે આકર્ષક એપ્લિકેશનો પ્રદાન કરે છે, ખાસ કરીને કારણ કે વેલ્ડમેન્ટ પર ઉચ્ચ સહિષ્ણુતાની મંજૂરી છે, ઉચ્ચ જોડાણ દર શક્ય છે, અને ખૂબ સારા યાંત્રિક/તકનીકી પરિમાણો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે.
1. પરિચય:
૧૯૭૦ ના દાયકાથી લેસર પ્રકાશ અને ચાપને એકીકૃત વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયામાં કેવી રીતે જોડવા તે જાણીતું છે, પરંતુ ત્યારબાદ લાંબા સમય સુધી, કોઈ વધુ વિકાસ કાર્ય હાથ ધરવામાં આવ્યું ન હતું. તાજેતરમાં, સંશોધકોએ ફરીથી આ વિષય પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે અને હાઇબ્રિડ વેલ્ડ પ્રક્રિયામાં ચાપના ફાયદાઓને લેસરના ફાયદાઓ સાથે જોડવાનો પ્રયાસ કર્યો છે. શરૂઆતના દિવસોમાં, લેસર સ્ત્રોતોને હજુ પણ ઔદ્યોગિક ઉપયોગ માટે તેમની યોગ્યતા સાબિત કરવાની હતી, પરંતુ આજકાલ તેઓ ઘણા ઉત્પાદન સાહસોમાં પ્રમાણભૂત તકનીકી સાધનો છે.
લેસર વેલ્ડીંગ અને બીજી વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાના સંયોજનને "હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા" કહેવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે લેસર બીમ અને ચાપ એક વેલ્ડીંગ ઝોનમાં એકસાથે કાર્ય કરે છે અને એકબીજાને પ્રભાવિત કરે છે અને ટેકો આપે છે.
2. લેસર:
ઇચ્છિત "ડીપ-વેલ્ડ અસર" મેળવવા માટે લેસર વેલ્ડીંગ માટે માત્ર ઉચ્ચ લેસર પાવર જ નહીં પરંતુ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બીમની પણ જરૂર પડે છે. પરિણામી ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા બીમનો ઉપયોગ નાના ફોકસ વ્યાસ અથવા મોટા ફોકલ અંતર મેળવવા માટે કરી શકાય છે.
હાલમાં ચાલી રહેલા વિકાસ પ્રોજેક્ટ્સ માટે, 4 kW ના લેસર બીમ પાવર સાથે લેમ્પ-પમ્પ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ લેસરનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે. લેસર લાઇટ 600 µm ગ્લાસ ફાઇબર દ્વારા પ્રસારિત થાય છે.
લેસર પ્રકાશ ગ્લાસ ફાઇબર દ્વારા પ્રસારિત થાય છે, જેમાં શરૂઆત અને અંત પાણી-ઠંડુ થાય છે. લેસર બીમને 200 મીમીના ફોકલ અંતર સાથે ફોકસિંગ મોડ્યુલ દ્વારા વર્કપીસ પર પ્રક્ષેપિત કરવામાં આવે છે.
3. લેસર હાઇબ્રિડ પ્રક્રિયા:
ધાતુના કામના ટુકડાઓને વેલ્ડિંગ કરવા માટે, Nd:YAG લેસર બીમ 106W/cm2 થી વધુ તીવ્રતા પર કેન્દ્રિત હોય છે. જ્યારે લેસર બીમ સામગ્રીની સપાટી પર અથડાય છે, ત્યારે તે આ સ્થાનને બાષ્પીભવન તાપમાન સુધી ગરમ કરે છે, અને બહાર નીકળતી ધાતુની વરાળને કારણે વેલ્ડ ધાતુમાં બાષ્પ પોલાણ રચાય છે. વેલ્ડ સીમની વિશિષ્ટ વિશેષતા તેની ઉચ્ચ ઊંડાઈ-થી-પહોળાઈ ગુણોત્તર છે. મુક્તપણે સળગતા ચાપની ઊર્જા-પ્રવાહ ઘનતા 104 W/cm2 થી થોડી વધારે છે. આકૃતિ 1 હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના મૂળભૂત સિદ્ધાંતને દર્શાવે છે. લેસર બીમ
અહીં દર્શાવવામાં આવેલ છે કે ચાપમાંથી ગરમી ઉપરાંત, સીમના ઉપરના ભાગમાં વેલ્ડ મેટલને ગરમી આપે છે. ક્રમિક ગોઠવણીથી વિપરીત જ્યાં બે અલગ વેલ્ડ પ્રક્રિયાઓ ક્રમિક રીતે કાર્ય કરે છે, હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગને એક જ પ્રક્રિયા ક્ષેત્રમાં એકસાથે કાર્ય કરતી બંને વેલ્ડ પ્રક્રિયાઓના સંયોજન તરીકે જોઈ શકાય છે. કઈ ચાપ અથવા લેસર પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે તેના આધારે, અને પ્રક્રિયા પરિમાણો પર, પ્રક્રિયાઓ એકબીજાને અલગ હદ સુધી અને અલગ અલગ રીતે પ્રભાવિત કરશે [1, 2].
લેસર પ્રક્રિયા અને ચાપ પ્રક્રિયાના સંયોજનને કારણે, વેલ્ડ પેનિટ્રેશન ઊંડાઈ અને વેલ્ડીંગ ગતિ બંનેમાં પણ વધારો થયો છે (તેના પોતાના પર ઉપયોગમાં લેવાતી કોઈપણ પ્રક્રિયાની તુલનામાં). વરાળ પોલાણમાંથી બહાર નીકળતી ધાતુની વરાળ આર્ક પ્લાઝ્મા પર રેટ્રો-અભિનય કરે છે. પ્રોસેસિંગ પ્લાઝ્મામાં Nd:YAG લેસર રેડિયેશનનું શોષણ નહિવત્ રહે છે. બે પાવર ઇનપુટ્સનો કયો ગુણોત્તર પસંદ કરવામાં આવે છે તેના આધારે, એકંદર પ્રક્રિયાનું પાત્ર લેસર દ્વારા અથવા આર્ક દ્વારા વધુ કે ઓછી ડિગ્રી પર નક્કી કરી શકાય છે [3,4].
આકૃતિ 1: યોજનાકીય રજૂઆત: લેસરહાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ
લેસર રેડિયેશનનું શોષણ વર્કપીસ સપાટીના તાપમાનથી નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત થાય છે. લેસર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા શરૂ થાય તે પહેલાં, ખાસ કરીને એલ્યુમિનિયમ સપાટી પર, પ્રારંભિક પ્રતિબિંબને દૂર કરવું આવશ્યક છે. ખાસ શરૂઆત કાર્યક્રમ સાથે વેલ્ડીંગ શરૂ કરીને આ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. બાષ્પીભવન તાપમાન પહોંચ્યા પછી, બાષ્પ પોલાણ રચાય છે, જેના પરિણામે લગભગ બધી રેડિયેશન ઊર્જા વર્કપીસમાં દાખલ થઈ શકે છે. આમ, આ માટે જરૂરી ઊર્જા તાપમાન-આધારિત શોષણ અને ગુમાવેલી ઊર્જાની માત્રા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
બાકીના વર્કપીસમાં વહન દ્વારા. લેસરહાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગમાં, બાષ્પીભવન ફક્ત વર્કપીસની સપાટીથી જ નહીં પરંતુ ફિલર વાયરથી પણ થાય છે, જેનો અર્થ એ થાય છે કે ત્યાં વધુ ધાતુની વરાળ ઉપલબ્ધ છે, જે બદલામાં લેસર રેડિયેશનના ઇનપુટને સરળ બનાવે છે. આ પ્રક્રિયા છોડવાનું પણ અટકાવે છે [5, 6, 7, 8, 9].
૪. ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન:
સ્પેસ ફ્રેમ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને, સ્ટીલ કાર બોડીની તુલનામાં 43% વજન ઘટાડવું શક્ય છે.
આકૃતિ 2: ઓડી સ્પેસ ફ્રેમ A2 કોન્સેપ્ટ
ઓડી A2 સ્પેસ ફ્રેમમાં 30 મીટર લેસર (આકૃતિ 2 માં પીળી પટ્ટીઓ) અને 20 મીટર MIG વેલ્ડ લંબાઈનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, 1700 રિવેટ્સનો પણ ઉપયોગ થાય છે.
આકૃતિ 3: Audi-A2 પર પ્રોફાઇલ્સ અને જોડાવાની તકનીકોની સરખામણી
આકૃતિ 4 માં ALMg3 કાસ્ટ મટિરિયલ અને AlMgSi શીટ મટિરિયલનો લેસરહાઇબ્રિડ વેલ્ડેડ જોઈન્ટ બતાવવામાં આવ્યો છે. ફિલર વાયર AlSi5 છે અને ઉપયોગમાં લેવાતો શિલ્ડિંગ ગેસ આર્ગોન છે. લેસર પાવરમાં વધારો થવાથી, વધુ ઊંડાણપૂર્વક પ્રવેશ શક્ય છે. આ રીતે લેસર બીમને ચાપ સાથે જોડવાથી લેસર બીમ વેલ્ડ પ્રક્રિયા કરતાં મોટો વેલ્ડ પૂલ પ્રાપ્ત થાય છે. આનાથી વિશાળ ગાબડાવાળા ઘટકોને વેલ્ડ કરવાનું શક્ય બને છે.
આકૃતિ 4: 0.5 મીમીના ગેપ સાથે ઓવરલેપ સાંધા
ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં સાંધાની તૈયારી વિના ઓવરલેપ વેલ્ડીંગના ઘણા ઉપયોગો છે. હાલમાં, આ વેલ્ડીંગ કાર્ય માટે અત્યાધુનિક પ્રક્રિયા એ ઠંડા ફિલર વાયર સાથે લેસર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા છે, જે AA 6xxx એલોયના ગરમ ક્રેકીંગને કારણે થાય છે. જ્યારે સાંધાને ફિલર વાયરથી વેલ્ડ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ફિલર વાયરને ઓગાળવા માટે ઘણી બધી લેસર ઊર્જા ખોવાઈ જશે.
આગળનો આકૃતિ 2.4 મીટર/મિનિટની વેલ્ડીંગ ગતિ સાથે ઓવરલેપ જોઈન્ટ પર લેસરહાઈબ્રિડ અને લેસર વેલ્ડીંગ વચ્ચેના તફાવતો દર્શાવે છે. લેસર વેલ્ડીંગના કિસ્સામાં, વેલ્ડ બીડ ભરવાની કોઈ શક્યતા નથી, અને અંડરકટ ઉત્પન્ન થાય છે. ઉપરાંત, બેઝ મટીરીયલમાં ખૂબ જ ઓછી ઘૂંસપેંઠ હોય છે. વેલ્ડ બીડની પહોળાઈ ખૂબ જ ઓછી હોય છે, અને તેથી ઓછી તાણ શક્તિની અપેક્ષા રાખવામાં આવશે. લેસરહાઈબ્રિડ વેલ્ડીંગના કિસ્સામાં,
વધારાની સામગ્રી વેલ્ડ પૂલમાં પરિવહન કરવામાં આવે છે. અંડરકટ MIG પ્રક્રિયામાંથી વાયરથી ભરવામાં આવે છે, અને લેસર ઊર્જાનો એક ભાગ હવે સાચવવામાં આવે છે. આ બચેલી લેસર ઊર્જાનો ઉપયોગ બેઝ મટિરિયલમાં પ્રવેશ વધારવા માટે થઈ શકે છે અને વેલ્ડ બીડની પહોળાઈ મટિરિયલની જાડાઈ કરતા મોટી હોય છે, જે સંખ્યાત્મક સિમ્યુલેશનથી જરૂરી છે.
આકૃતિ 5 ફિલર વાયર વિના લેસરહાઇબ્રિડ અને લેસર વેલ્ડીંગ વચ્ચે સરખામણી
લેસરહાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દ્વારા એલ્યુમિનિયમ, સ્ટીલ અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલના મટિરિયલ્સને 4 મીમી સુધીની જાડાઈ સુધી વેલ્ડ કરી શકાય છે. જો જાડાઈ ખૂબ ઊંચી હોય, તો સંપૂર્ણ પેનિટ્રેશન શક્ય નથી. ઝિંક કોટેડ મટિરિયલ્સને જોડવા માટે, લેસર બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવો પણ વધુ સારું છે.
ઓટોમોટિવમાં વધુ ઉપયોગો પાવર ટ્રેન, એક્સલ્સ અને કાર બોડીનો છે, જ્યાં લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા યોગ્ય હોઈ શકે છે.
વેલ્ડીંગ હેડ:
વેલ્ડીંગ હેડમાં નાના ભૌમિતિક પરિમાણો હોવા જોઈએ, જેથી વેલ્ડીંગ કરવાના ઘટકો, ખાસ કરીને ઓટો-બોડી ફિલ્ડમાં સારી સુલભતા સુનિશ્ચિત કરી શકાય. વધુમાં, તે રોબોટ હેડ સાથે યોગ્ય અલગ કરી શકાય તેવા જોડાણ અને ફોકલ અંતર અને ટોર્ચ સ્ટેન્ડ-ઓફ અંતર જેવા પ્રક્રિયા ચલોની ગોઠવણક્ષમતા બંનેને મંજૂરી આપવા માટે ડિઝાઇન થયેલ હોવું જોઈએ. આકૃતિ 5 વેલ્ડીંગ હેડ બતાવે છે, જ્યારે પ્રક્રિયા કાર્યરત હોય છે. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન થતા સ્પાટરિંગ રક્ષણાત્મક કાચના ગંદા થવા તરફ દોરી જાય છે. ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ બંને બાજુએ પ્રતિબિંબ વિરોધી સામગ્રીથી કોટેડ છે અને તેનો હેતુ લેસર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમને નુકસાનથી બચાવવા માટે છે.
માટીંગની ડિગ્રીના આધારે, કાચ પર એકઠા થતા સ્પાટરને કારણે વર્કપીસ પર અસર કરતી લેસર પાવરમાં 90% જેટલો ઘટાડો થઈ શકે છે. ભારે માટીંગ સામાન્ય રીતે રક્ષણાત્મક કાચના વિનાશ તરફ દોરી જાય છે, કારણ કે તેજસ્વી ઊર્જાનો આટલો મોટો હિસ્સો કાચ દ્વારા જ શોષાય છે, જેના કારણે કાચમાં થર્મલ તણાવ ઉત્પન્ન થાય છે. તે વેલ્ડીંગ હેડ અને વેલ્ડીંગ સાધનો સાથે, તેનો ઉપયોગ લેસરહાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ, લેસર વેલ્ડીંગ, MSG વેલ્ડીંગ અનેલેસર હોટ વાયર બ્રેઝિંગ.
આકૃતિ 6: વેલ્ડીંગ હેડ અને પ્રક્રિયા
5. લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના ફાયદા:
ચાપ અને લેસર બીમના મિશ્રણથી નીચેના ફાયદા થાય છે: લેસર વેલ્ડીંગ કરતાં લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના ફાયદા:
• ઉચ્ચ પ્રક્રિયા સ્થિરતા
• વધુ બ્રિજેબિલિટી
• ઊંડા પ્રવેશ
• મૂડી રોકાણ ખર્ચ ઓછો
• વધુ તન્યતા
MIG વેલ્ડીંગ કરતાં લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના ફાયદા:
• વધુ વેલ્ડીંગ ગતિ
• વધુ વેલ્ડીંગ ઝડપે ઊંડા પ્રવેશ
• ઓછું થર્મલ ઇનપુટ
• ઉચ્ચ તાણ શક્તિ
• સાંકડા વેલ્ડ-સીમ
આકૃતિ 7: બે પ્રક્રિયાઓને જોડવાના ફાયદા
આર્ક વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા ઓછી કિંમતના ઉર્જા સ્ત્રોત, સારી પુલ ક્ષમતા અને ફિલર ધાતુઓ ઉમેરીને માળખાને પ્રભાવિત કરવાની સુવિધા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. બીજી બાજુ, લેસર બીમ પ્રક્રિયાના વિશિષ્ટ લક્ષણોમાં ઉચ્ચ વેલ્ડીંગ ઊંડાઈ, ઉચ્ચ વેલ્ડીંગ ગતિ, ઓછો થર્મલ લોડ અને સાંકડી વેલ્ડ-સીમ છે જે તે પ્રાપ્ત કરે છે. ચોક્કસ બીમ ઘનતાથી ઉપર, લેસર બીમ ધાતુના પદાર્થોમાં "ઊંડા-વેલ્ડ અસર" ઉત્પન્ન કરે છે જે વધુ દિવાલ જાડાઈવાળા ઘટકોને વેલ્ડીંગ કરવા સક્ષમ બનાવે છે - જો લેસર શક્તિ પૂરતી ઊંચી હોય. આમ, લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ ઉચ્ચ વેલ્ડીંગ ગતિ, ચાપ અને લેસર બીમ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે પ્રક્રિયા સ્થિરીકરણ, વધેલી થર્મલ કાર્યક્ષમતા અને વધુ કાર્ય ટુકડા સહનશીલતા માટે બનાવે છે. કારણ કે વેલ્ડ પૂલ MIG પ્રક્રિયા કરતા નાનો છે, ત્યાં ઓછું થર્મલ ઇનપુટ છે અને આમ ગરમીથી પ્રભાવિત ઝોન નાનો છે. આનો અર્થ એ છે કે ઓછું વેલ્ડમેન્ટ
વિકૃતિ, જે વેલ્ડિંગ પછીના સીધા કાર્યની માત્રા ઘટાડે છે જે કરવાની જરૂર છે.
જ્યાં બે અલગ વેલ્ડ પુલ હોય, ત્યાં ચાપમાંથી આવતા થર્મલ ઇનપુટનો અર્થ એ થાય કે લેસર બીમ - વેલ્ડેડ વિસ્તાર - ખાસ કરીને સ્ટીલના કિસ્સામાં - ને પોસ્ટ-વેલ્ડ ટેમ્પરિંગ ટ્રીટમેન્ટ આપવામાં આવે છે, જે સીમમાં કઠિનતા મૂલ્યોને વધુ સમાનરૂપે ફેલાવે છે. આકૃતિ 6 સંયુક્ત (એટલે કે હાઇબ્રિડ) પ્રક્રિયાના ફાયદાઓનો સારાંશ આપે છે.
હવે લેસર વેલ્ડીંગ કરતાં હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગના આર્થિક ફાયદાઓ તરફ વળીએ, નીચેના નિવેદનો આપી શકાય છે: વેલ્ડ સીમમાં આંશિક રીતે લેસર વેલ્ડ અને આંશિક રીતે MIG વેલ્ડનો સમાવેશ થાય છે. હાઇબ્રિડ પ્રક્રિયા લેસર બીમની શક્તિ ઘટાડવાનું શક્ય બનાવે છે, જેનો અર્થ એ થાય કે લેસર સ્ત્રોતનો ઉર્જા વપરાશ ઘણો ઘટાડી શકાય છે, કારણ કે લેસર બીમ ઉપકરણની કાર્યક્ષમતા માત્ર 3% છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો: વર્કપીસ પર અસર કરતા લેસર બીમ પાવરમાં 1 kW નો ઘટાડો વીજળીના મુખ્ય પ્રવાહમાંથી વપરાતી ઉર્જામાં આશરે 35 kVA નો ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.
એક લેસર બીમ ઉપકરણનો ખર્ચ દરેક 1 kW માટે લગભગ EUR 0.1 મીટર થાય છેલેસર બીમ પાવર. ફક્ત એક ઉદાહરણ લઈએ તો, એવા કિસ્સામાં જ્યાં હાઇબ્રિડ પ્રક્રિયાના ઉપયોગથી 4 kW બીમ પાવર ધરાવતા ઉપકરણને બદલે 2 kW લેસર બીમ ઉપકરણનો ઉપયોગ શક્ય બને છે, તેના પરિણામે રોકાણ ખર્ચમાં EUR 0.2 મીટરની બચત થાય છે. જો કે, અહીં એ યાદ રાખવું જોઈએ કે હાઇબ્રિડ પ્રક્રિયા માટે, લગભગ EUR 20,000 ની કિંમતના MIG મશીનની જરૂર પડશે.
વેલ્ડીંગની ઝડપ વધુ હોવાથી, ફેબ્રિકેશનનો સમય અને વેલ્ડીંગ ખર્ચ બંને ઘટાડી શકાય છે.
6. લેસરહોટવાયર બ્રેઝિંગ:
લેસર બીમને ફિલર વાયર સાથે જોડવાની બીજી શક્યતા લેસરહોટવાયર પ્રક્રિયા છે [10]. આ પ્રક્રિયામાં ફિલર વાયરને સમાન પાવર સ્ત્રોતથી પહેલાથી ગરમ કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગલેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા. ફિલર વાયરમાં 100 A થી 220 A સુધીનો કરંટ લોડ હોય છે. વાયર ફીડ સ્પીડ બ્રેઝિંગ બીડના ક્રોસ સેક્શન અને બ્રેઝિંગ સ્પીડ પર આધાર રાખે છે. બ્રેઝિંગ, ફિલર મેટલની માત્રા દ્વારા, એક મોલ્ડિંગ મટિરિયલ પ્રદાન કરે છે જે તુલનાત્મક વેલ્ડ સીમ કરતાં વધુ સરળતાથી સમાપ્ત થઈ શકે છે. શીટના ભાગોના બ્રેઝિંગ દ્વારા, વેલ્ડેડ સાંધા કરતાં સમારકામનું કાર્ય સરળ રીતે કરી શકાય છે. લેસરહોટવાયર બ્રેઝિંગનો એક ફાયદો એ છે કે બ્રેઝ્ડ ઝોનનો સારો કાટ પ્રતિકાર છે.
ફિલર ધાતુઓ તરીકે, SG-CuSi3 જેવા સસ્તા કોપર આધારિત એલોયનો ઉપયોગ થાય છે અને આર્ગોન એક રક્ષણાત્મક ગેસ તરીકે કામ કરે છે.
આકૃતિ 8: યોજનાકીય રજૂઆતલેસર હોટ વાયર બ્રેઝિંગ:
આગળની આકૃતિ લેસર હોટ વાયર બ્રેઝ્ડ મટિરિયલનો ક્રોસ સેક્શન દર્શાવે છે. ઝીંક કોટેડ મટિરિયલ 3 મીટર/મિનિટની ઝડપે બ્રેઝ્ડ થાય છે અને ફિલર વાયરમાં 205 A નો કરંટ લોડ હોય છે. ગરમીનું ઇનપુટ ખૂબ ઓછું છે, તેથી બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયાનું પરિણામ ઓછી વિકૃતિ છે.
7. સારાંશ:
લેસર હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ એ એક સંપૂર્ણપણે નવી ટેકનોલોજી છે જે મેટલવર્કિંગ ઉદ્યોગોમાં એપ્લિકેશનના વિશાળ ક્ષેત્રો માટે સિનર્જી પ્રદાન કરે છે, ખાસ કરીને જ્યાં જરૂરી ઘટક સહિષ્ણુતા પ્રાપ્ત કરવી શક્ય અથવા નાણાકીય રીતે સધ્ધર ન હોય.લેસર બીમ વેલ્ડીંગ. ઉપયોગની વિશાળ શ્રેણી અને સંયુક્ત પ્રક્રિયાની ઉચ્ચ ક્ષમતા, રોકાણ ખર્ચમાં ઘટાડો, ઉત્પાદનનો સમય ઓછો, ઉત્પાદન ખર્ચ ઓછો અને ઉત્પાદકતામાં વધારો કરીને સ્પર્ધાત્મકતામાં વધારો કરે છે.
લેસરહાઇબ્રિડ પ્રક્રિયા એલ્યુમિનિયમના વેલ્ડીંગ માટે એક નવો અભિગમ પણ પ્રદાન કરે છે. જો કે, વ્યવહારમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવી સ્થિર પ્રક્રિયા તાજેતરમાં જ શક્ય બની છે, જે સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોની ઉચ્ચ ઉપલબ્ધ આઉટપુટ શક્તિઓને કારણે છે. અસંખ્ય અભ્યાસોએ લેસર-આર્ક-હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાઓના મૂળભૂત સિદ્ધાંતોની તપાસ કરી છે. "હાઇબ્રિડ વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા" દ્વારા, અમારો અર્થ લેસરબીમ વેલ્ડીંગ અને આર્ક વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાના સંયોજનનો છે, જેમાં ફક્ત એક જ પ્રક્રિયા ઝોન (પ્લાઝ્મા અને મેલ્ટ) હોય છે. મૂળભૂત સંશોધન અભ્યાસોએ દર્શાવ્યું છે કે એક પ્રક્રિયા શક્ય છે જેમાં - બે પ્રક્રિયાઓને જોડીને - સિનર્જી પ્રાપ્ત કરી શકાય છે અને દરેક અલગ પ્રક્રિયાની ખામીઓને વળતર આપી શકાય છે, જેના પરિણામે ઘણી બધી વિવિધ સામગ્રી અને બાંધકામો માટે વેલ્ડીંગ શક્યતાઓ, વેલ્ડેબિલિટી અને વેલ્ડીંગ વિશ્વસનીયતામાં વધારો થાય છે. ખાસ કરીને, આ એલ્યુમિનિયમ એલોય માટે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. અનુકૂળ પ્રક્રિયા પરિમાણો પસંદ કરીને, ભૂમિતિ અને માળખાકીય બંધારણ જેવા વેલ્ડ ગુણધર્મોને પસંદગીયુક્ત રીતે પ્રભાવિત કરવાનું શક્ય છે. આર્ક વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા ફિલર મેટલ ઉમેરીને બ્રિજબિલિટી વધારે છે; તે વેલ્ડ-સીમની પહોળાઈ પણ નક્કી કરે છે અને આમ જરૂરી વર્કપીસ તૈયારીની માત્રા ઘટાડે છે. વધુમાં, પ્રક્રિયાઓ વચ્ચે થતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો તરફ દોરી જાય છે. આ સંયોજન પ્રક્રિયામાં લેસર વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયા કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછા રોકાણ ખર્ચની પણ જરૂર પડે છે.
લેસર હોટ વાયર બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ખાસ કરીને ઝીંક કોટેડ સામગ્રી માટે સારો કાટ પ્રતિકાર મેળવવા માટે કરી શકાય છે.
પોસ્ટ સમય: એપ્રિલ-૧૮-૨૦૨૫
