ലേസർഹൈബ്രിഡ്, ലേസർഹോട്ട്വയർ, ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ചേരുന്ന രണ്ട് പ്രക്രിയകൾ

ലേസർ ബീം വെൽഡിംഗും ആർക്ക് വെൽഡിംഗും വ്യാവസായിക ഉൽ‌പാദനത്തിനായി വളരെക്കാലമായി ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു, കൂടാതെ മെറ്റീരിയൽ-ജോയിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മേഖലയിൽ വിപുലമായ ഉപയോഗങ്ങൾ അനുവദിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയകളിൽ ഓരോന്നിനും അതിന്റേതായ പ്രത്യേക പ്രയോഗ മേഖലകളുണ്ട്, വർക്ക്പീസിലേക്കുള്ള ഊർജ്ജ ഗതാഗതത്തിന്റെ ഭൗതിക പ്രക്രിയകളും ലഭിക്കുന്ന ഊർജ്ജ പ്രവാഹങ്ങളും വിവരിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ. ഫൈബർ-ഒപ്റ്റിക് കേബിൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ഇൻഫ്രാറെഡ് കോഹെറന്റ് വികിരണം വഴി ലേസർ ബീം സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് പ്രോസസ്സിംഗിനായി മെറ്റീരിയലിലേക്ക് ഊർജ്ജം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഒരു ആർക്ക് കോളം വഴി വർക്ക്പീസിലേക്ക് ഒഴുകുന്ന ഉയർന്ന വൈദ്യുത പ്രവാഹം വഴി ആർക്ക് വെൽഡിങ്ങിന് ആവശ്യമായ താപം കൈമാറുന്നു. വെൽഡിംഗ് ആഴവും സീം വീതിയും തമ്മിലുള്ള വലിയ അനുപാതമുള്ള വളരെ ഇടുങ്ങിയ താപ-ബാധിത മേഖലയിലേക്ക് ലേസർ വികിരണം നയിക്കുന്നു (ഡീപ്-വെൽഡ് ഇഫക്റ്റ്). ചെറിയ ഫോക്കസ് വ്യാസം കാരണം ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ വിടവ്-ബ്രിഡ്ജിംഗ് കഴിവ് വളരെ കുറവാണ്, എന്നാൽ മറുവശത്ത് ഇതിന് വളരെ ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗതയിൽ എത്താൻ കഴിയും. ആർക്ക് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് വളരെ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയുണ്ട്, പക്ഷേ വർക്ക്പീസിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു വലിയ ഫോക്കൽ സ്പോട്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു, കൂടാതെ പ്രോസസ്സിംഗിന്റെ വേഗത കുറവാണ്. ഈ രണ്ട് പ്രക്രിയകളും ലയിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, ഉപയോഗപ്രദമായ സിനർജികൾ കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ആത്യന്തികമായി, ഇത് ഗുണനിലവാര നേട്ടങ്ങളും ഉൽപ്പാദന-എഞ്ചിനീയറിംഗ് നേട്ടങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ചെലവ് കാര്യക്ഷമതയും കൈവരിക്കാൻ സാധ്യമാക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ഓട്ടോമൊബൈൽ വ്യവസായത്തിൽ രസകരവും സാമ്പത്തികമായി ആകർഷകവുമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് വെൽഡിങ്ങുകളിൽ ഉയർന്ന സഹിഷ്ണുതകൾ അനുവദനീയമാണ്, ഉയർന്ന ജോയിംഗ് നിരക്കുകൾ സാധ്യമാണ്, കൂടാതെ വളരെ നല്ല മെക്കാനിക്കൽ/സാങ്കേതിക പാരാമീറ്ററുകൾ നേടാൻ കഴിയും.

1. ആമുഖം:

1970-കൾ മുതൽ ലേസർ ലൈറ്റും ആർക്കും സംയോജിപ്പിച്ച് ഒരു സംയോജിത വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയാക്കുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് അറിയാമായിരുന്നു, എന്നാൽ അതിനുശേഷം വളരെക്കാലത്തേക്ക്, കൂടുതൽ വികസന പ്രവർത്തനങ്ങൾ നടന്നില്ല. അടുത്തിടെ, ഗവേഷകർ വീണ്ടും ഈ വിഷയത്തിലേക്ക് ശ്രദ്ധ തിരിക്കുകയും ഒരു ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ആർക്കിന്റെ ഗുണങ്ങളും ലേസറിന്റെ ഗുണങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കാൻ ശ്രമിക്കുകയും ചെയ്തു. ആദ്യകാലങ്ങളിൽ, ലേസർ സ്രോതസ്സുകൾക്ക് വ്യാവസായിക ഉപയോഗത്തിന് അനുയോജ്യമാണെന്ന് തെളിയിക്കേണ്ടി വന്നിരുന്നെങ്കിലും, ഇന്ന് അവ പല നിർമ്മാണ സംരംഭങ്ങളിലും സ്റ്റാൻഡേർഡ് സാങ്കേതിക ഉപകരണങ്ങളാണ്.

ലേസർ വെൽഡിങ്ങും മറ്റൊരു വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനെ "ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇതിനർത്ഥം ഒരു ലേസർ ബീമും ഒരു ആർക്കും ഒരു വെൽഡിംഗ് സോണിൽ ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുകയും പരസ്പരം സ്വാധീനിക്കുകയും പിന്തുണയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്.

2. ലേസർ:

ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന് ഉയർന്ന ലേസർ പവർ മാത്രമല്ല, ആവശ്യമുള്ള "ഡീപ്-വെൽഡ് ഇഫക്റ്റ്" ലഭിക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബീമും ആവശ്യമാണ്. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ബീം ഉപയോഗിച്ച് ചെറിയ ഫോക്കസ് വ്യാസം അല്ലെങ്കിൽ വലിയ ഫോക്കൽ ദൂരം നേടാൻ കഴിയും.

നിലവിൽ നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വികസന പദ്ധതികൾക്കായി, 4 kW ലേസർ ബീം പവറുള്ള ഒരു ലാമ്പ്-പമ്പ് ചെയ്ത സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 600 µ m ഗ്ലാസ് ഫൈബർ വഴിയാണ് ലേസർ പ്രകാശം കൈമാറുന്നത്.

ലേസർ പ്രകാശം ഒരു ഗ്ലാസ് ഫൈബർ വഴിയാണ് പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നത്, അതിൽ തുടക്കവും അവസാനവും വെള്ളം കൊണ്ട് തണുപ്പിക്കുന്നു. 200 മില്ലീമീറ്റർ ഫോക്കൽ ദൂരമുള്ള ഒരു ഫോക്കസിംഗ് മൊഡ്യൂൾ ഉപയോഗിച്ച് ലേസർ ബീം വർക്ക്പീസിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യുന്നു.

3. ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് പ്രക്രിയ:

മെറ്റാലിക് വർക്ക്പീസുകൾ വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്നതിന്, Nd:YAG ലേസർ ബീം 106W/cm2 ന് മുകളിലുള്ള തീവ്രതയിലാണ് കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്. ലേസർ ബീം മെറ്റീരിയലിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പതിക്കുമ്പോൾ, അത് ഈ സ്ഥലത്തെ ബാഷ്പീകരണ താപനിലയിലേക്ക് ചൂടാക്കുന്നു, കൂടാതെ രക്ഷപ്പെടുന്ന ലോഹ നീരാവി കാരണം വെൽഡ് ലോഹത്തിൽ ഒരു നീരാവി അറ രൂപം കൊള്ളുന്നു. വെൽഡ് സീമിന്റെ വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷത അതിന്റെ ഉയർന്ന ആഴം-വീതി അനുപാതമാണ്. സ്വതന്ത്രമായി കത്തുന്ന ആർക്കിന്റെ ഊർജ്ജ-പ്രവാഹ സാന്ദ്രത 104 W/cm2 ന് അല്പം മുകളിലാണ്. ചിത്രം 1 ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ അടിസ്ഥാന തത്വം ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ലേസർ ബീം

ഇവിടെ ചിത്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത് ആർക്കിൽ നിന്നുള്ള താപത്തിന് പുറമേ, സീമിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്തുള്ള വെൽഡ് ലോഹത്തിലേക്ക് താപം നൽകുന്നു. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത വെൽഡ് പ്രക്രിയകൾ തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു സീക്വൻഷ്യൽ കോൺഫിഗറേഷനിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗിനെ ഒരേ പ്രോസസ്സ് സോണിൽ ഒരേസമയം പ്രവർത്തിക്കുന്ന രണ്ട് വെൽഡ് പ്രക്രിയകളുടെയും സംയോജനമായി കാണാൻ കഴിയും. ഏത് ആർക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ പ്രക്രിയയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച്, പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളെ ആശ്രയിച്ച്, പ്രക്രിയകൾ വ്യത്യസ്ത അളവിലും വ്യത്യസ്ത രീതികളിലും പരസ്പരം സ്വാധീനിക്കും [1, 2].

ലേസർ പ്രക്രിയയുടെയും ആർക്ക് പ്രക്രിയയുടെയും സംയോജനം കാരണം, വെൽഡ് പെനട്രേഷൻ ഡെപ്ത്തിലും വെൽഡിംഗ് വേഗതയിലും വർദ്ധനവ് കാണപ്പെടുന്നു (ഇവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന രണ്ട് പ്രക്രിയകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ). നീരാവി അറയിൽ നിന്ന് രക്ഷപ്പെടുന്ന ലോഹ നീരാവി ആർക്ക് പ്ലാസ്മയിൽ വീണ്ടും പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പ്രോസസ്സിംഗ് പ്ലാസ്മയിലെ Nd:YAG ലേസർ വികിരണത്തിന്റെ ആഗിരണം നിസ്സാരമായി തുടരുന്നു. രണ്ട് പവർ ഇൻപുട്ടുകളുടെ ഏത് അനുപാതമാണ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച്, മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രക്രിയയുടെ സ്വഭാവം ലേസർ അല്ലെങ്കിൽ ആർക്ക് [3,4] വഴി കൂടുതലോ കുറവോ ആയി നിർണ്ണയിക്കപ്പെടാം.

ചിത്രം 1: സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യം: ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ്

ലേസർ വികിരണത്തിന്റെ ആഗിരണം പ്രധാനമായും വർക്ക്പീസ് പ്രതലത്തിന്റെ താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, പ്രത്യേകിച്ച് അലുമിനിയം പ്രതലങ്ങളിൽ, പ്രാരംഭ പ്രതിഫലനം ആദ്യം മറികടക്കണം. ഒരു പ്രത്യേക സ്റ്റാർട്ട് പ്രോഗ്രാം ഉപയോഗിച്ച് വെൽഡിംഗ് ആരംഭിക്കുന്നതിലൂടെ ഇത് നേടാനാകും. ബാഷ്പീകരണ താപനിലയിലെത്തിയ ശേഷം, നീരാവി അറ രൂപം കൊള്ളുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി മിക്കവാറും എല്ലാ വികിരണ ഊർജ്ജവും വർക്ക്പീസിലേക്ക് നൽകാൻ കഴിയും. അതിനാൽ, ഇതിന് ആവശ്യമായ ഊർജ്ജം താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചുള്ള ആഗിരണം, നഷ്ടപ്പെട്ട ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ് എന്നിവയാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു.

ബാക്കിയുള്ള വർക്ക്പീസിലേക്ക് ചാലകം വഴി. ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിൽ, വർക്ക്പീസിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് മാത്രമല്ല, ഫില്ലർ വയറിൽ നിന്നും ബാഷ്പീകരണം നടക്കുന്നു, അതായത് കൂടുതൽ ലോഹ നീരാവി ലഭ്യമാണ്, ഇത് ലേസർ വികിരണത്തിന്റെ ഇൻപുട്ടിനെ സുഗമമാക്കുന്നു. ഇത് പ്രക്രിയയുടെ കൊഴിഞ്ഞുപോക്ക് തടയുന്നു [5, 6, 7, 8, 9].

4. ഓട്ടോമോട്ടീവ് ആപ്ലിക്കേഷൻ:

സ്റ്റീൽ കാർ ബോഡിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, സ്പേസ് ഫ്രെയിം സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ 43% ഭാരം കുറയ്ക്കാൻ സാധിക്കും.

ചിത്രം 2: ഓഡി സ്പേസ് ഫ്രെയിം A2 ആശയം

ഓഡി എ2 സ്പേസ് ഫ്രെയിമിൽ 30 മീറ്റർ ലേസർ (ചിത്രം 2 ലെ മഞ്ഞ സ്ട്രിപ്പുകൾ) 20 മീറ്റർ എംഐജി വെൽഡ് നീളം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. കൂടാതെ, 1700 റിവറ്റുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 3: ഓഡി-എ2-ലെ പ്രൊഫൈലുകളുടെയും ജോയിങ് ടെക്നിക്കുകളുടെയും താരതമ്യം.

ചിത്രം 4, ഒരു AlMgSi ഷീറ്റ് മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ച് ALMg3 കാസ്റ്റ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് ജോയിന്റ് കാണിക്കുന്നു. ഫില്ലർ വയർ AlSi5 ആണ്, ഉപയോഗിക്കുന്ന ഷീൽഡിംഗ് ഗ്യാസ് ആർഗോൺ ആണ്. ലേസർ പവർ വർദ്ധിക്കുന്നതോടെ, കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റം സാധ്യമാണ്. ലേസർ ബീം ആർക്കുമായി ഈ രീതിയിൽ സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ ലേസർ ബീം വെൽഡ് പ്രക്രിയയെക്കാൾ വലിയ വെൽഡ് പൂൾ കൈവരിക്കുന്നു. വിശാലമായ വിടവുകളുള്ള ഘടകങ്ങൾ വെൽഡ് ചെയ്യാൻ ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നു.

ചിത്രം 4: 0.5 മില്ലീമീറ്റർ വിടവുള്ള ഓവർലാപ്പ് ജോയിന്റ്

ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിൽ ജോയിന്റ് തയ്യാറാക്കാതെ ഓവർലാപ്പ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ നിരവധി പ്രയോഗങ്ങളുണ്ട്. നിലവിൽ, ഈ വെൽഡിംഗ് ജോലിയുടെ അത്യാധുനിക പ്രക്രിയ AA 6xxx അലോയ് ചൂടുള്ള പൊട്ടൽ കാരണം ഒരു കോൾഡ് ഫില്ലർ വയർ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയാണ്. ജോയിന്റ് ഒരു ഫില്ലർ വയർ ഉപയോഗിച്ച് വെൽഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ആ ഫില്ലർ വയർ ഉരുക്കുന്നതിന് ധാരാളം ലേസർ ഊർജ്ജം നഷ്ടപ്പെടും.

2.4 മീ/മിനിറ്റ് വെൽഡിംഗ് വേഗതയുള്ള ഒരു ഓവർലാപ്പ് ജോയിന്റിൽ ലേസർഹൈബ്രിഡും ലേസർ വെൽഡിങ്ങും തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസങ്ങളെയാണ് അടുത്ത ചിത്രം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്. ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ കാര്യത്തിൽ, വെൽഡ് ബീഡ് നിറയ്ക്കാൻ സാധ്യതയില്ല, അണ്ടർകട്ട് ഉണ്ടാകുന്നു. കൂടാതെ, അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയലിലേക്ക് വളരെ ചെറിയ ഒരു നുഴഞ്ഞുകയറ്റം മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ. വെൽഡ് ബീഡിന്റെ വീതി വളരെ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ കുറഞ്ഞ ടെൻസൈൽ ശക്തി പ്രതീക്ഷിക്കപ്പെടും. ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ കാര്യത്തിൽ,

വെൽഡ് പൂളിലേക്ക് അധിക മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ടുപോകുന്നു. അണ്ടർകട്ട് MIG പ്രക്രിയയിൽ നിന്നുള്ള വയർ കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ ലേസർ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം ഇപ്പോൾ ലാഭിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ സംരക്ഷിച്ച ലേസർ ഊർജ്ജം അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയലിലേക്കുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, കൂടാതെ വെൽഡ് ബീഡിന്റെ വീതി സംഖ്യാ സിമുലേഷനിൽ നിന്ന് ആവശ്യമായ മെറ്റീരിയൽ കനത്തേക്കാൾ വലുതാണ്.

ചിത്രം 5. ഫില്ലർ വയർ ഇല്ലാതെ ലേസർഹൈബ്രിഡും ലേസർ വെൽഡിങ്ങും തമ്മിലുള്ള താരതമ്യം

ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച്, അലുമിനിയം, സ്റ്റീൽ, സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ എന്നിവയുടെ വസ്തുക്കൾ 4 മില്ലീമീറ്റർ വരെ കട്ടിയുള്ള വെൽഡിംഗ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. കനം വളരെ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, പൂർണ്ണമായ നുഴഞ്ഞുകയറ്റം സാധ്യമല്ല. സിങ്ക് പൂശിയ വസ്തുക്കൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ലേസർ ബ്രേസിംഗ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് അഭികാമ്യം.

പവർ ട്രെയിനുകൾ, ആക്‌സിലുകൾ, കാർ ബോഡികൾ എന്നിവയാണ് ഓട്ടോമോട്ടീവ് മേഖലയിലെ മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ, ഇവിടെ ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ അനുയോജ്യമാണ്.

വെൽഡിംഗ് ഹെഡ്:

വെൽഡിംഗ് ഹെഡിന് ചെറിയ ജ്യാമിതീയ അളവുകൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം, അതുവഴി വെൽഡിംഗ് ചെയ്യേണ്ട ഘടകങ്ങളിലേക്ക് നല്ല പ്രവേശനക്ഷമത ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും, പ്രത്യേകിച്ച് ഓട്ടോ-ബോഡി ഫീൽഡിൽ. മാത്രമല്ല, റോബോട്ട് ഹെഡുമായി അനുയോജ്യമായ വേർപെടുത്താവുന്ന കണക്ഷൻ അനുവദിക്കുന്നതിനും ഫോക്കൽ ദൂരം പോലുള്ള പ്രോസസ് വേരിയബിളുകളുടെ ക്രമീകരണം, എല്ലാ കാർട്ടീഷ്യൻ കോർഡിനേറ്റുകളിലും ടോർച്ച് സ്റ്റാൻഡ്-ഓഫ് ദൂരങ്ങൾ എന്നിവ അനുവദിക്കുന്നതിനും ഇത് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കണം. പ്രക്രിയ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ വെൽഡിംഗ് ഹെഡ് ചിത്രം 5 കാണിക്കുന്നു. വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ സംഭവിക്കുന്ന സ്പാറ്ററിംഗ് സംരക്ഷിത ഗ്ലാസിന്റെ മലിനീകരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ക്വാർട്സ് ഗ്ലാസ് ഇരുവശത്തും ഒരു ആന്റി-റിഫ്ലെക്റ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ കൊണ്ട് പൂശിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ലേസർ ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റത്തെ കേടുപാടുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതുമാണ്.

മലിനീകരണത്തിന്റെ അളവിനെ ആശ്രയിച്ച്, ഗ്ലാസിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുന്ന സ്പാറ്റർ വർക്ക്പീസിൽ ലേസർ പവർ യഥാർത്ഥത്തിൽ ബാധിക്കുന്നത് 90% വരെ കുറയ്ക്കാൻ കാരണമാകും. കൂടുതൽ മലിനീകരണം സാധാരണയായി സംരക്ഷണ ഗ്ലാസിന്റെ നാശത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, കാരണം ഇത്രയും വലിയ അളവിൽ വികിരണ ഊർജ്ജം ഗ്ലാസ് തന്നെ ആഗിരണം ചെയ്യുകയും ഗ്ലാസിൽ താപ സമ്മർദ്ദങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ആ വെൽഡിംഗ് ഹെഡും വെൽഡിംഗ് ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച്, ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ്, ലേസർ വെൽഡിംഗ്, എംഎസ്ജി വെൽഡിംഗ് എന്നിവയ്ക്കായി ഇത് ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും.ലേസർ ഹോട്ട് വയർ ബ്രേസിംഗ്.

ചിത്രം 6: വെൽഡിംഗ് ഹെഡും പ്രക്രിയയും

5. ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഗുണങ്ങൾ:

ആർക്ക്, ലേസർ ബീം എന്നിവയുടെ സംയോജനത്തിന്റെ ഫലമായി ഇനിപ്പറയുന്ന ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നു: ലേസർ വെൽഡിങ്ങിനെ അപേക്ഷിച്ച് ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഗുണങ്ങൾ:

• ഉയർന്ന പ്രക്രിയ സ്ഥിരത

• ഉയർന്ന ബ്രിഡ്ജ്ബിലിറ്റി

• കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റം

• കുറഞ്ഞ മൂലധന നിക്ഷേപ ചെലവുകൾ

• കൂടുതൽ ഡക്റ്റിലിറ്റി

MIG വെൽഡിങ്ങിനേക്കാൾ ലേസർഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഗുണങ്ങൾ:

• ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗത

• ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗതയിൽ കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ള നുഴഞ്ഞുകയറ്റം

• കുറഞ്ഞ താപ ഇൻപുട്ട്

• ഉയർന്ന ടെൻസൈൽ ശക്തി

• ഇടുങ്ങിയ വെൽഡ്-സീമുകൾ

ചിത്രം 7: രണ്ട് പ്രക്രിയകളും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ

ആർക്ക് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ സവിശേഷത, കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ്, നല്ല ബ്രിഡ്ജ് കഴിവ്, ഫില്ലർ ലോഹങ്ങൾ ചേർത്ത് ഘടനയെ സ്വാധീനിക്കാനുള്ള സൗകര്യം എന്നിവയാണ്. മറുവശത്ത്, ലേസർ ബീം പ്രക്രിയയുടെ വ്യതിരിക്തമായ സവിശേഷതകൾ മികച്ച വെൽഡിംഗ് ആഴം, ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗത, കുറഞ്ഞ താപ ലോഡ്, ഇടുങ്ങിയ വെൽഡ്-സീമുകൾ എന്നിവയാണ്. ഒരു നിശ്ചിത ബീം സാന്ദ്രതയ്ക്ക് മുകളിൽ, ലേസർ ബീം ലോഹ വസ്തുക്കളിൽ ഒരു "ഡീപ്-വെൽഡ് ഇഫക്റ്റ്" ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ലേസർ പവർ ആവശ്യത്തിന് ഉയർന്നതാണെങ്കിൽ കൂടുതൽ മതിൽ കനം ഉള്ള ഘടകങ്ങൾ വെൽഡ് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. അങ്ങനെ ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗത, ആർക്കും ലേസർ ബീമും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂലമുള്ള പ്രക്രിയ സ്ഥിരത, താപ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കൽ, വർക്ക് പീസ് ടോളറൻസുകൾ എന്നിവ നൽകുന്നു. വെൽഡ് പൂൾ MIG പ്രക്രിയയേക്കാൾ ചെറുതായതിനാൽ, താപ ഇൻപുട്ട് കുറവാണ്, അതിനാൽ ചൂട് ബാധിച്ച ഒരു ചെറിയ മേഖലയുണ്ട്. ഇതിനർത്ഥം വെൽഡിംഗ് കുറവാണ് എന്നാണ്.

വക്രീകരണം, ഇത് വെൽഡിങ്ങിനു ശേഷമുള്ള നേരെയാക്കൽ ജോലിയുടെ അളവ് കുറയ്ക്കുന്നു.

രണ്ട് വ്യത്യസ്ത വെൽഡ് പൂളുകൾ ഉള്ളിടത്ത്, ആർക്കിൽ നിന്നുള്ള തുടർന്നുള്ള താപ ഇൻപുട്ട് അർത്ഥമാക്കുന്നത് ലേസർ ബീം - വെൽഡഡ് ഏരിയ - പ്രത്യേകിച്ച് സ്റ്റീലിന്റെ കാര്യത്തിൽ - വെൽഡ് ചെയ്തതിന് ശേഷമുള്ള ടെമ്പറിംഗ് ട്രീറ്റ്മെന്റ് നൽകുന്നു, ഇത് സീമിലുടനീളം കാഠിന്യം മൂല്യങ്ങൾ കൂടുതൽ തുല്യമായി വ്യാപിപ്പിക്കുന്നു എന്നാണ്. സംയോജിത (അതായത് ഹൈബ്രിഡ്) പ്രക്രിയയുടെ ഗുണങ്ങളെ ചിത്രം 6 സംഗ്രഹിക്കുന്നു.

ലേസർ വെൽഡിങ്ങിനെ അപേക്ഷിച്ച് ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ സാമ്പത്തിക നേട്ടങ്ങളിലേക്ക് തിരിയുമ്പോൾ, ഇനിപ്പറയുന്ന പ്രസ്താവനകൾ നടത്താം: വെൽഡ് സീമിൽ ഭാഗികമായി ലേസർ വെൽഡും ഭാഗികമായി MIG വെൽഡും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഹൈബ്രിഡ് പ്രക്രിയ ലേസർ ബീമിന്റെ പവർ കുറയ്ക്കാൻ സാധ്യമാക്കുന്നു, അതായത് ലേസർ ബീം ഉപകരണത്തിന് 3% മാത്രമേ കാര്യക്ഷമതയുള്ളൂ എന്നതിനാൽ ലേസർ സ്രോതസ്സിന്റെ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം വളരെയധികം കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. മറ്റൊരു വിധത്തിൽ പറഞ്ഞാൽ: ലേസർ ബീം പവറിൽ 1 kW കുറയുന്നത് വർക്ക്പീസിനെ ബാധിക്കുന്നത് വൈദ്യുതി മെയിനുകളിൽ നിന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതിയിൽ ഏകദേശം 35 kVA കുറയുന്നതിന് കാരണമാകുന്നു.

ഒരു ലേസർ ബീം ഉപകരണത്തിന് ഓരോ 1 kW നും ഏകദേശം EUR 0.1 m വിലവരും.ലേസർ ബീം പവർ. ഒരു ഉദാഹരണം മാത്രം എടുക്കാം, ഹൈബ്രിഡ് പ്രക്രിയയുടെ ഉപയോഗം 4 kW ബീം പവർ ഉള്ള ഒന്നിന് പകരം 2 kW ലേസർ ബീം ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന സാഹചര്യത്തിൽ, ഇത് നിക്ഷേപ ചെലവുകളിൽ 0.2 ദശലക്ഷം യൂറോ ലാഭിക്കുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഹൈബ്രിഡ് പ്രക്രിയയ്ക്ക്, ഏകദേശം 20,000 EUR വിലയുള്ള ഒരു MIG മെഷീൻ ആവശ്യമാണെന്ന് ഇവിടെ ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്.

ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് വേഗത കാരണം, നിർമ്മാണ സമയവും വെൽഡിംഗ് ചെലവും കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും.

6. ലേസർഹോട്ട്‌വയർ ബ്രേസിംഗ്:

ലേസർ ബീം ഒരു ഫില്ലർ വയറുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു സാധ്യത ലേസർഹോട്ട്‌വയർ പ്രക്രിയയാണ് [10]. ഈ പ്രക്രിയയിൽ ഫില്ലർ വയർ അതേ പവർ സ്രോതസ്സ് ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കുന്നു, ഇത് ഇനിപ്പറയുന്നവയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കാം:ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ. ഫില്ലർ വയറിന് 100 A മുതൽ 220 A വരെ കറന്റ് ലോഡ് ഉണ്ട്. വയർ ഫീഡ് വേഗത ബ്രേസിംഗ് ബീഡിന്റെ ക്രോസ് സെക്ഷനെയും ബ്രേസിംഗ് വേഗതയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫില്ലർ ലോഹത്തിന്റെ അളവിലൂടെ, താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന വെൽഡ് സീമുകളേക്കാൾ എളുപ്പത്തിൽ പൂർത്തിയാക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു മോൾഡിംഗ് മെറ്റീരിയൽ ബ്രേസിംഗ് നൽകുന്നു. ഷീറ്റ് ഭാഗങ്ങളുടെ ബ്രേസിംഗ് വഴി, വെൽഡിംഗ് ചെയ്ത സന്ധികളേക്കാൾ എളുപ്പത്തിൽ അറ്റകുറ്റപ്പണികൾ നടത്താൻ കഴിയും. ലേസർഹോട്ട്‌വയർ ബ്രേസിംഗിന്റെ ഒരു ഗുണം ബ്രേസ്ഡ് സോണിന്റെ നല്ല നാശന പ്രതിരോധമാണ്.

ഫില്ലർ ലോഹങ്ങളായി, SG-CuSi3 പോലുള്ള വിലകുറഞ്ഞ ചെമ്പ് അധിഷ്ഠിത ലോഹസങ്കരങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ആർഗോൺ ഒരു കവച വാതകമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

ചിത്രം 8: സ്കീമാറ്റിക് പ്രാതിനിധ്യംലേസർ ഹോട്ട് വയർ ബ്രേസിംഗ്:

അടുത്ത ചിത്രം ലേസർ ഹോട്ട് വയർ ബ്രേസ് ചെയ്ത മെറ്റീരിയലിന്റെ ക്രോസ് സെക്ഷൻ കാണിക്കുന്നു. സിങ്ക് പൂശിയ മെറ്റീരിയൽ 3 മീ/മിനിറ്റ് വേഗതയിൽ ബ്രേസ് ചെയ്യുന്നു, ഫില്ലർ വയറിന് 205 എ കറന്റ് ലോഡ് ഉണ്ട്. താപ ഇൻപുട്ട് വളരെ കുറവാണ്, അതിനാൽ ബ്രേസിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ ഫലമായി കുറഞ്ഞ വികലതയാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്.

7. സംഗ്രഹം:

ലേസർ ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് എന്നത് പൂർണ്ണമായും പുതിയൊരു സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, ഇത് ലോഹനിർമ്മാണ വ്യവസായങ്ങളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ആവശ്യമായ ഘടക സഹിഷ്ണുതകൾ കൈവരിക്കാൻ സാധ്യമല്ലാത്തതോ സാമ്പത്തികമായി ലാഭകരമല്ലാത്തതോ ആയ സ്ഥലങ്ങളിൽ, വിശാലമായ പ്രയോഗ മേഖലകളിൽ സിനർജികൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.ലേസർ ബീം വെൽഡിംഗ്. ആപ്ലിക്കേഷന്റെ വിപുലമായ ശ്രേണിയും സംയോജിത പ്രക്രിയയുടെ ഉയർന്ന ശേഷിയും കുറഞ്ഞ നിക്ഷേപ ചെലവ്, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണ സമയം, കുറഞ്ഞ നിർമ്മാണ ചെലവ്, ഉയർന്ന ഉൽപ്പാദനക്ഷമത എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ വർദ്ധിച്ച മത്സരക്ഷമതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

അലുമിനിയം വെൽഡിങ്ങിന് ലേസർഹൈബ്രിഡ് പ്രക്രിയ ഒരു പുതിയ സമീപനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസറുകളുടെ ലഭ്യമായ ഉയർന്ന ഔട്ട്‌പുട്ട് ശക്തികൾക്ക് നന്ദി, പ്രായോഗികമായി ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള പ്രക്രിയ താരതമ്യേന അടുത്തിടെയാണ് സാധ്യമായത്. ലേസർ-ആർക്ക്-ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങൾ നിരവധി പഠനങ്ങൾ പരിശോധിച്ചിട്ടുണ്ട്. "ഹൈബ്രിഡ് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ" എന്നതുകൊണ്ട്, ലേസർബീം വെൽഡിംഗിന്റെയും ആർക്ക് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയുടെയും സംയോജനമാണ് ഞങ്ങൾ ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്, ഒരൊറ്റ പ്രോസസ് സോൺ (പ്ലാസ്മയും മെൽറ്റും) മാത്രമേയുള്ളൂ. രണ്ട് പ്രക്രിയകളും സംയോജിപ്പിച്ച് - സിനർജികൾ കൈവരിക്കാനും ഓരോ പ്രത്യേക പ്രക്രിയയുടെയും പോരായ്മകൾ നികത്താനും കഴിയുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ സാധ്യമാണെന്ന് അടിസ്ഥാന ഗവേഷണ പഠനങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് വെൽഡിംഗ് സാധ്യതകൾ, വെൽഡബിലിറ്റി, നിരവധി വ്യത്യസ്ത വസ്തുക്കൾക്കും നിർമ്മാണങ്ങൾക്കും വെൽഡിംഗ് വിശ്വാസ്യത എന്നിവ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച്, അലുമിനിയം അലോയ്കൾക്ക് ഇത് തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. അനുകൂലമായ പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ, ജ്യാമിതി, ഘടനാപരമായ ഭരണഘടന തുടങ്ങിയ വെൽഡ് ഗുണങ്ങളെ തിരഞ്ഞെടുത്ത് സ്വാധീനിക്കാൻ കഴിയും. ഫില്ലർ മെറ്റൽ ചേർത്തുകൊണ്ട് ആർക്ക് വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയ ബ്രിഡ്ജബിലിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു; ഇത് വെൽഡ്-സീം വീതിയും നിർണ്ണയിക്കുകയും അതുവഴി ആവശ്യമായ വർക്ക്പീസ് തയ്യാറെടുപ്പിന്റെ അളവ് കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മാത്രമല്ല, പ്രക്രിയകൾക്കിടയിൽ നടക്കുന്ന ഇടപെടലുകൾ പ്രക്രിയയുടെ കാര്യക്ഷമതയിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവിന് കാരണമാകുന്നു. ലേസർ വെൽഡിംഗ് പ്രക്രിയയെ അപേക്ഷിച്ച് ഈ കോമ്പിനേഷൻ പ്രക്രിയയ്ക്ക് വളരെ കുറഞ്ഞ നിക്ഷേപ ചെലവും ആവശ്യമാണ്.

നല്ല നാശന പ്രതിരോധം ലഭിക്കുന്നതിന് ലേസർ ഹോട്ട് വയർ ബ്രേസിംഗ് പ്രക്രിയ പ്രത്യേകിച്ച് സിങ്ക് പൂശിയ വസ്തുക്കൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാം.