Dulliau Weldio ar gyfer Rhannau Micro a Bach Mae weldio laser yn ddull weldio effeithlon a manwl sy'n defnyddio trawst laser dwysedd ynni uchel fel y ffynhonnell wres. Mae'n un o gymwysiadau pwysig technoleg prosesu deunyddiau laser. Yn y 1970au, fe'i defnyddiwyd yn bennaf ar gyfer weldio deunyddiau waliau tenau a weldio cyflymder isel, ac roedd y broses weldio yn perthyn i'r math dargludiad gwres. Yn benodol, mae'r ymbelydredd laser yn cynhesu wyneb y darn gwaith, ac mae'r gwres ar yr wyneb yn tryledu i mewn trwy ddargludiad thermol. Trwy reoli paramedrau fel lled, ynni, pŵer brig, ac amlder ailadrodd pylsau laser, mae'r darn gwaith yn cael ei doddi i ffurfio pwll tawdd penodol. Oherwydd ei fanteision unigryw, mae wedi'i gymhwyso'n llwyddiannus i'rweldio manwl gywirdeb rhannau micro a bach.Mae technoleg weldio laser Tsieina ymhlith y lefelau uwch yn y byd. Mae ganddi'r dechnoleg a'r gallu i ffurfio cydrannau aloi titaniwm cymhleth dros 12 metr sgwâr gan ddefnyddio laser, ac mae wedi'i chymhwyso wrth gynhyrchu prototeipiau a chynhyrchion nifer o brosiectau ymchwil awyrennau domestig. Ym mis Hydref 2013, enillodd arbenigwr weldio Tsieineaidd Wobr Brook, y wobr academaidd uchaf ym maes weldio, a gadarnhaodd lefel weldio laser o'r radd flaenaf yn Tsieina.
## Hanes Datblygu Cynhyrchwyd trawst laser cyntaf y byd ym 1960 gan gyffroi crisialau rwbi gyda lamp fflach. Wedi'i gyfyngu gan gapasiti thermol y grisial, dim ond trawstiau pwls byr iawn gydag amledd isel y gallai eu cynhyrchu. Er y gallai ynni brig pwls ar unwaith gyrraedd hyd at 10^6 wat, roedd yn dal i berthyn i allbwn ynni isel. Gall gwialen grisial garnet alwminiwm ytriwm wedi'i dopio â neodymiwm (Nd:YAG), gyda neodymiwm (Nd) fel yr elfen gyffroi, gynhyrchu trawst laser parhaus un donfedd gyda phŵer o 1-8KW. Gellir cysylltu'r laser YAG, gyda thonfedd o 1.06μm, â'r pen prosesu laser trwy ffibr optegol hyblyg, sydd â chynllun offer hyblyg ac addasrwydd ar gyfer weldio darnau gwaith â thrwch o 0.5-6mm. Gall y laser CO₂, gan ddefnyddio carbon deuocsid fel yr ysgytydd (gyda thonfedd o 10.6μm), gyflawni ynni allbwn o hyd at 25KW a gwireddu weldio treiddiad llawn un pas o blatiau 2mm o drwch. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn prosesu metel yn y sector diwydiannol. Yng nghanol yr 1980au, denodd weldio laser, fel technoleg newydd, sylw eang yn Ewrop, yr Unol Daleithiau, a Japan. Ym 1985, cydweithiodd ThyssenKrupp Steel AG (yr Almaen) a Volkswagen AG (yr Almaen) i fabwysiadu'r bwlch weldio laser cyntaf yn y byd ar gorff yr Audi 100 yn llwyddiannus. Yn y 1990au, dechreuodd prif weithgynhyrchwyr ceir yn Ewrop, Gogledd America, a Japan ddefnyddio technoleg bwlch weldio laser yn eang mewn gweithgynhyrchu cyrff ceir. Mae profiad ymarferol o labordai a gweithgynhyrchwyr ceir wedi profi y gellir defnyddio bwlch weldio laser yn llwyddiannus wrth gynhyrchu cyrff ceir. Mae weldio laser teilwra yn defnyddio ynni laser i asio a weldio sawl dur, dur gwrthstaen, aloion alwminiwm, ac ati, gyda gwahanol ddefnyddiau, trwch a haenau yn awtomatig i mewn i blât, proffil neu banel brechdan integredig. Mae hyn yn bodloni gofynion perfformiad deunyddiau gwahanol gydrannau, ac yn cyflawni offer ysgafn gyda'r pwysau ysgafnaf, y strwythur gorau posibl a'r perfformiad gorau. Mewn gwledydd datblygedig fel Ewrop a'r Unol Daleithiau,weldio teilwra lasernid yn unig y caiff ei ddefnyddio yn y diwydiant gweithgynhyrchu offer trafnidiaeth ond fe'i cymhwysir yn helaeth hefyd mewn meysydd fel adeiladu, pontydd, cynhyrchu weldio platiau offer cartref, a weldio platiau dur mewn llinellau rholio (cysylltiad platiau mewn rholio parhaus). Mae mentrau weldio laser byd-enwog yn cynnwys Soudonic (Y Swistir), ArcelorMittal Group (Ffrainc), ThyssenKrupp TWB (Yr Almaen), Servo-Robot (Canada), a Precitec (Yr Almaen). Mae cymhwyso technoleg bylchau wedi'u weldio â laser yn Tsieina newydd ddechrau. Ar Hydref 25, 2002, rhoddwyd llinell gynhyrchu fasnachol broffesiynol gyntaf Tsieina ar gyfer bylchau wedi'u weldio â laser ar waith yn swyddogol. Fe'i cyflwynwyd gan Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding o ThyssenKrupp TWB (Yr Almaen). Yn ddiweddarach, rhoddwyd Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., a mentrau eraill ar waith yn olynol. Yn 2003, sylweddolodd gwledydd tramor y weldio gwifren llenwi laser CO₂ trawst dwbl aWeldio gwifren llenwi laser YAGar gyfer strwythur panel wal isaf aloi alwminiwm A318. Disodlodd y dechnoleg hon y strwythur rhybedog traddodiadol, gan leihau pwysau ffiselaj yr awyren 20% ac arbed 20% o'r gost. Credai Gong Shuili y byddai technoleg weldio laser yn chwarae rhan sylweddol yn nhrawsnewid ac uwchraddio diwydiant gweithgynhyrchu awyrennau traddodiadol Tsieina. Gwnaeth gais ar unwaith am nifer o brosiectau cyn-ymchwil cysylltiedig, trefnodd dîm ymchwil, a chymerodd yr awenau wrth gyflwyno'r dechnoleg "weldio laser trawst dwbl" i brosiectau ymchwil yn Tsieina. O'r cychwyn cyntaf, roedd yn bwriadu cymhwyso'r dechnoleg hon i weithgynhyrchu awyrennau. Adroddodd y tîm arbenigwyr Tsieineaidd y dechnoleg ragarweiniol i sefydliad dylunio awyrennau a hyrwyddo manteision a dichonoldeb weldio laser trawst dwbl. Ar ôl sawl gwiriad a gwerthusiad, penderfynodd y sefydliad dylunio gymhwyso'r dechnoleg hon i weithgynhyrchu paneli wal asenog ar gyfer awyren benodol, gan gyflawni'r nod cychwynnol o gymhwyso technoleg "weldio laser trawst dwbl" i weithgynhyrchu awyrennau. Torrodd drwy dechnolegau allweddol megis rheoli manwl gywirdeb gwifren llenwr weldio laser ar gyfer aloion ysgafn, datblygu dyfais weldio hybrid gwifren llenwr laser trawst dwbl integredig ac arloesol, sefydlu platfform weldio gwifren llenwr laser trawst dwbl pŵer uchel cyntaf Tsieina, sylweddoli weldio cydamserol trawst dwbl a dwy ochr o gymalau-T mewn strwythurau waliau tenau mawr, a'i gymhwyso'n llwyddiannus i weithgynhyrchu weldio rhannau strwythurol allweddol o baneli wal asennog awyrennau am y tro cyntaf, gan chwarae rhan bwysig yn natblygiad awyrennau newydd Tsieina. Yn 2003, pasiodd y set gyflawn o offer weldio stribed ar-lein ar raddfa fawr ddomestig gyntaf a ddarparwyd gan HG Laser y derbyniad all-lein. Mae'r offer hwn yn integreiddio torri laser, weldio a thriniaeth wres, gan wneud HG Laser yn un o bedwerydd mentrau'r byd sy'n gallu cynhyrchu offer o'r fath. Yn 2004, enillodd y prosiect "Torri Laser Pŵer Uchel, Weldio a Thechnoleg Prosesu Torri-Weldio Cyfunol ac Offer" gan HG Laser Farley Laserlab Ail Wobr Gwobr Cynnydd Gwyddoniaeth a Thechnoleg Genedlaethol, gan ei wneud yr unig fenter laser yn Tsieina â gallu Ymchwil a Datblygu'r dechnoleg a'r offer hwn. Gyda datblygiad cyflym y diwydiant laser diwydiannol, mae'r farchnad wedi cyflwyno gofynion uwch ar gyfer technoleg prosesu laser. Mae technoleg laser wedi symud yn raddol o gymhwysiad sengl i gymwysiadau amrywiol. O ran prosesu laser, nid yw bellach wedi'i gyfyngu i dorri neu weldio sengl. Mae galw'r farchnad am offer prosesu laser integredig sy'n cyfuno torri a weldio yn cynyddu, ac felly mae offer torri a weldio laser integredig wedi dod i'r amlwg. Datblygodd HG Laser Farley Laserlab y peiriant torri a weldio integredig Walc9030, gyda fformat uwch-fawr o 9 × 3 metr, sydd ar hyn o bryd yn offer torri a weldio laser integredig fformat mwyaf y byd. Mae'r Walc9030 yn offer torri a weldio fformat mawr sy'n integreiddioswyddogaethau torri laser a weldio laserMae wedi'i gyfarparu â phen torri proffesiynol a phen weldio, ac mae'r ddau ben prosesu yn rhannu un trawst. Mae technoleg rheoli rhifiadol yn sicrhau nad ydynt yn ymyrryd â'i gilydd. Gall yr offer gwblhau dau broses sy'n gofyn am dorri a weldio ar yr un pryd. Gall newid yn rhydd rhwng torri yn gyntaf ac yna weldio, neu weldio yn gyntaf ac yna torri, gan wireddu swyddogaethau torri laser a weldio gydag un offer heb yr angen am offer ychwanegol. Mae hyn yn arbed costau offer i weithgynhyrchwyr cymwysiadau, yn gwella effeithlonrwydd prosesu ac ystod prosesu. Ar ben hynny, oherwydd integreiddio torri a weldio, mae cywirdeb y prosesu wedi'i warantu'n llawn, ac mae perfformiad yr offer yn effeithlon ac yn sefydlog. Yn ogystal, mae wedi goresgyn anawsterau anffurfiad thermol platiau wrth weldio teilwra platiau uwch-fawr a gwireddu llwybrau optegol hedfan uwch-hir yn sefydlog. Gall weldio dau blât gwastad o 6 metr o hyd ac 1.5 metr o led ar un adeg, ac mae'r wyneb weldio yn llyfn ac yn wastad heb ôl-brosesu ychwanegol. Ar yr un pryd, gall dorri platiau gyda lled o 3 metr, hyd o fwy na 6 metr, a thrwch o lai na 20mm mewn un broses ffurfio heb osod eilaidd. Cynhaliodd Sefydliad Awtomeiddio Shenyang, Academi Gwyddorau Tsieina, gydweithrediad rhyngwladol â Chorfforaeth IHI (Japan). Gan ddilyn y strategaeth datblygu gwyddonol a thechnolegol genedlaethol o “gyflwyno, treulio, amsugno ac ail-arloesi”, fe oresgynnodd sawl technoleg allweddol oweldio teilwra laser, datblygodd set gyntaf Tsieina o linellau cynhyrchu weldio laser cyflawn ym mis Medi 2006, a datblygodd system weldio laser robotig yn llwyddiannus, gan wireddu weldio laser o gromliniau planar a gofodol. Ym mis Hydref 2013, enillodd arbenigwr weldio Tsieineaidd Wobr Brook, y wobr academaidd uchaf ym maes weldio. Mae'r Sefydliad Weldio (TWI, DU) yn argymell ac yn enwebu ymgeiswyr bob blwyddyn o fwy na 4,000 o unedau aelod mewn dros 120 o wledydd, ac yn olaf yn dyfarnu'r wobr hon i un arbenigwr i gydnabod eu cyfraniadau rhagorol i wyddoniaeth a thechnoleg weldio neu ymuno a'i gymhwysiad diwydiannol. Nid yn unig yw'r wobr hon yn gydnabyddiaeth o Gong Shuili a'i dîm ond hefyd yn gadarnhad o rôl AVIC wrth hyrwyddo cynnydd technoleg ymuno deunyddiau.
## Paramedrau Strwythurol
### Offer Gwaith Mae'n cynnwys osgiliadur optegol a chyfrwng wedi'i osod rhwng y drychau ar ddau ben ceudod yr osgiliadur. Pan fydd y cyfrwng yn cael ei gyffroi i gyflwr egni uchel, mae'n dechrau cynhyrchu tonnau golau mewn-cyfnod, sy'n adlewyrchu yn ôl ac ymlaen rhwng y drychau ar y ddau ben, gan ffurfio effaith cyfosod ffotodrydanol. Mae hyn yn mwyhau'r tonnau golau, a phan geir digon o egni, caiff y laser ei allyrru. Gellir diffinio laser hefyd fel dyfais sy'n trosi ffynonellau ynni cynradd fel ynni trydanol, ynni cemegol, ynni thermol, ynni golau, neu ynni niwclear yn drawstiau ymbelydredd electromagnetig o amleddau optegol penodol (golau uwchfioled, golau gweladwy, neu olau is-goch). Gellir cynnal y trawsnewidiad hwn yn hawdd mewn rhai cyfryngau solet, hylif, neu nwyol. Pan fydd y cyfryngau hyn yn cael eu cyffroi ar ffurf atomau neu foleciwlau, maent yn cynhyrchu trawst golau gyda bron yr un cyfnod a bron un donfedd—laser. Oherwydd ei briodwedd mewn-cyfnod a'i donfedd sengl, mae'r ongl dargyfeirio yn fach iawn, a gellir ei drosglwyddo dros bellter hir cyn cael ei grynhoi'n fawr i ddarparu swyddogaethau fel weldio, torri, a thrin gwres. ### Dosbarthiad Laserau Defnyddir dau fath yn bennaf o laserau ar gyfer weldio, sef laserau CO₂ a laserau Nd:YAG. Mae laserau CO₂ a laserau Nd:YAG ill dau yn olau is-goch anweledig i'r llygad noeth. Y trawst a gynhyrchir gan y laser Nd:YAG yw golau agos-is-goch yn bennaf gyda thonfedd o 1.06μm. Mae gan ddargludyddion thermol gyfradd amsugno gymharol uchel ar gyfer golau o'r donfedd hon, ac ar gyfer y rhan fwyaf o fetelau, mae'r adlewyrchedd yn 20%-30%. Gellir ffocysu'r trawst agos-is-goch i ddiamedr o 0.25mm gan ddefnyddio lensys optegol safonol. Golau is-goch pell yw trawst y laser CO₂ gyda thonfedd o 10.6μm. Mae gan y rhan fwyaf o fetelau adlewyrchedd o 80%-90% ar gyfer y math hwn o olau, felly mae angen lensys optegol arbennig i ffocysu'r trawst i ddiamedr o 0.75-1.0mm. Gall pŵer laserau Nd:YAG gyrraedd tua 4,000-6,000W yn gyffredinol, ac mae'r pŵer uchaf bellach wedi cyrraedd 10,000W. Mewn cyferbyniad, gall pŵer laserau CO₂ gyrraedd 20,000W yn hawdd neu hyd yn oed yn uwch. Mae laserau CO₂ pŵer uchel yn datrys problem adlewyrchedd uchel trwy effaith y twll clo. Pan fydd wyneb y deunydd sy'n cael ei belydru gan y smotyn golau yn toddi, mae twll clo yn cael ei ffurfio. Mae'r twll clo hwn sy'n llawn anwedd fel corff du, sy'n amsugno bron holl egni'r golau sy'n digwydd. Mae tymheredd ecwilibriwm y tu mewn i'r twll clo yn cyrraedd tua 25,000°C, ac mae'r adlewyrchedd yn lleihau'n gyflym o fewn ychydig ficroeiliadau. Er bod ffocws datblygu laserau CO₂ yn dal i ganolbwyntio ar ddatblygu offer ac ymchwil, nid yw bellach yn ymwneud â chynyddu'r pŵer allbwn uchaf, ond ynghylch sut i wella ansawdd y trawst a'i berfformiad ffocysu. Yn ogystal, pan ddefnyddir argon fel y nwy amddiffynnol ar gyfer weldio laser CO₂ gyda phŵer uwchlaw 10kW, mae'n aml yn achosi plasma cryf, sy'n lleihau'r dyfnder treiddiad. Felly, defnyddir heliwm, nad yw'n cynhyrchu plasma, yn aml fel y nwy amddiffynnol ar gyfer weldio laser CO₂ pŵer uchel. Mae defnyddio cyfuniadau laser deuod ar gyfer cyffroi crisialau Nd:YAG pŵer uchel yn bwnc ymchwil a datblygu pwysig, a fydd yn gwella ansawdd trawstiau laser yn fawr ac yn ffurfio prosesu laser mwy effeithlon. Mae defnyddio araeau deuod uniongyrchol i gyffroi ac allbynnu laserau yn y rhanbarth agos-is-goch wedi cyflawni pŵer cyfartalog o 1kW ac effeithlonrwydd trosi ffotodrydanol o bron i 50%. Mae gan ddeuod hefyd oes gwasanaeth hirach (10,000 awr), sy'n helpu i leihau cost cynnal a chadw offer laser. Mae datblygiad offer laser cyflwr solet wedi'i bwmpio gan ddeuod (DPSSL) hefyd yn datblygu.
Amser postio: Awst-27-2025
