תהליך פיתוח ריתוך בלייזר

קרן הלייזר הראשונה בעולם הופקה בשנת 1960 על ידי שימוש בנורת הבזק כדי לעורר גבישי אודם. בשל קיבולת החום של הגביש, הוא יכול להפיק רק אלומת פולסים קצרה מאוד בתדר נמוך מאוד. למרות שאנרגיית שיא הדופק המיידי יכולה להגיע ל-10^6 וואט, עדיין מדובר בתפוקה נמוכה באנרגיה.
באמצעות ניאודימיום (ND) כאלמנט העירור, מוט קריסטל נופך מאלומיניום איטריום (Nd:YAG) יכול לייצר אלומה רציפה באורך גל בודד של 1-8KW. לייזר YAG, עם אורך גל של 1.06uM, ניתן לחבר לראש עיבוד הלייזר באמצעות סיב אופטי גמיש. פריסת הציוד גמישה ומתאימה לעובי ריתוך של 0.5-6 מ"מ.
באמצעות CO2 כחומר העירור, CO2 לייזר (אורך גל 10.6uM), אנרגיית הפלט יכולה להגיע ל-25KW, וניתן לבצע ריתוך חדירות מלא במעבר חד של לוח בעובי 2 מ"מ. התעשייה הייתה בשימוש נרחב בעיבוד מתכות.
באמצע ה-1980, ריתוך לייזר כטכנולוגיה חדשה קיבל תשומת לב נרחבת באירופה, ארצות הברית ויפן. בשנת 1985, חברת Thyssen Steel הגרמנית שיתפה פעולה עם פולקסווגן AG כדי להשתמש בהצלחה בלוחית מרותכת בלייזר הראשונה בעולם על מרכב אאודי 100. בשנות ה-90, יצרניות רכב גדולות באירופה, צפון אמריקה ויפן החלו להשתמש בטכנולוגיית לוחות מרותכים בלייזר בקנה מידה גדול בייצור מרכבי רכב. ניסיון מעשי הן במעבדות והן ביצרני רכב הוכיח שניתן להשתמש בהצלחה בפלטות מרותכות בייצור של גופי רכב.
ריתוך בלייזר משתמש באנרגיית לייזר כדי לחבר ולרתך אוטומטית מספר פלדות, פלדות אל חלד, סגסוגות אלומיניום וכו' מחומרים, עוביים וציפויים שונים ליצירת לוח אינטגרלי, פרופיל, פאנל סנדוויץ' וכו', על מנת לעמוד בדרישות השונות. של חלקים לתכונות החומר, ולהשגת ציוד קל משקל עם המשקל הקל ביותר, המבנה האופטימלי והביצועים הטובים ביותר. במדינות מפותחות כמו אירופה וארצות הברית, ריתוך לייזר אינו משמש רק בתעשיית ייצור ציוד תחבורה, אלא גם בתעשיית הבנייה, גשרים, ייצור ריתוך לוחות מכשירי חשמל ביתיים, ריתוך לוחות פלדה בקו מתגלגל (חיבור לוחות פלדה ברציפות מתגלגל) וכו' זה נמצא בשימוש נרחב. חברות ריתוך לייזר בעל שם עולמי כוללות את Soudonic משוויץ, Arcelor Steel Group מצרפת, TWB מקבוצת ThyssenKrupp מגרמניה, Servo-Robot מקנדה, Precitec מגרמניה וכו'.
היישום של טכנולוגיית צלחת מרותכת בלייזר בסין רק החל. ב-25 באוקטובר 2002, הופעל באופן רשמי קו הייצור המסחרי המיוחד הראשון של סין של לוחות מרותכים בלייזר, אשר הוצג על ידי Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Welding מ-TWB מקבוצת ThyssenKrupp מגרמניה. מאז, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Welding Company ו-FAW Baoyou Laser Welding Co., Ltd הוציאו ברציפות לייצור.
בשנת 2003, מדינות זרות הבינו ריתוך חוטי לייזר בקרן כפולה C02 וריתוך חוטי לייזר YAG של מבנה לוח קיר תחתון מסגסוגת אלומיניום A318, שהחליף את מבנה המרתקים המסורתי כדי להפחית את משקל גוף המטוס ב-20%, וגם חסכו 20% של העלות. Gong Shuili מאמין שלטכנולוגיית ריתוך לייזר תהיה משמעות רבה עבור השינוי והשדרוג של תעשיית ייצור התעופה המסורתית של ארצי. לאחר מכן, הוא פנה מיד למספר פרויקטים קדם-מחקריים קשורים, ארגן צוות מחקר ולקח את ההובלה בהכנסת טכנולוגיית "ריתוך לייזר כפול קרן" לפרויקט המחקר בסין, ומלכתחילה הוא תכנן להשתמש בטכנולוגיה זו בייצור מטוסים. צוות המומחים הסיני הסביר את הטכנולוגיה המקדימה למכון מסוים לתכנון מטוסים והציג בפניהם את העליונות וההיתכנות של ריתוך לייזר כפול קרן. לאחר אימותים והערכות מרובים, מכון התכנון החליט בנחישות להשתמש בטכנולוגיה זו לייצור מטוס מסוים עם לוחות קיר מצולעים, תוך השגת המטרה הראשונית של יישום טכנולוגיית "ריתוך לייזר כפול קרן" על ייצור מטוסים, תוך פריצת טכנולוגיות מפתח. כגון בקרת דיוק של מילוי חוטי ריתוך בלייזר מסגסוגת קלה, שילוב וחידוש הפיתוח של ריתוך מרוכב למילוי חוט לייזר כפול קרן ציוד, והקמת פלטפורמת ריתוך חוטי לייזר בעלת הספק גבוה ביתי ראשון, מימוש ריתוך סינכרוני דו-צדדי דו-צדדי של חיבורי T עם מבנה דק גדול, ויישם אותו בהצלחה בפעם הראשונה בריתוך ו ייצור של חלקים מבניים מרכזיים של לוחות קיר מצולעים תעופה, הממלאים תפקיד חשוב בפיתוח מטוסים חדשים בארצי.
בשנת 2003, ציוד הריתוך המקוון הראשון בקנה מידה גדול שסופק על ידי HGLASER עבר את הקבלה הלא מקוונת. ציוד זה משלב חיתוך לייזר, ריתוך וטיפול בחום, מה שהופך את HGLASER של ארצי לחברה הרביעית בעולם שיכולה לייצר ציוד כזה.
בשנת 2004, פרויקט HGLASER Farile "חייתוך לייזר, ריתוך וחיתוך וריתוך משולב טכנולוגיית עיבוד וציוד" של HGLASER Farile זכה בפרס השני של ה-National Science and Technology Progress Award, והפך לחברת הלייזר היחידה בסין עם היכולת לפתח את זה. טכנולוגיה וציוד.
עם ההתפתחות המהירה של תעשיית הלייזר התעשייתית, לשוק דרישות גבוהות יותר ויותר לטכנולוגיית עיבוד לייזר. טכנולוגיית הלייזר עברה בהדרגה מיישום יחיד ליישום מגוון. עיבוד בלייזר אינו עוד חיתוך או ריתוך בודד. לשוק יש יותר ויותר דרישות לעיבוד לייזר לשילוב חיתוך וריתוך. ציוד לעיבוד לייזר המשלב חיתוך לייזר וריתוך לייזר נוצר.
HGLASER Farile חקרה ופיתחה את מכונת החיתוך והריתוך Walc9030, שהיא פורמט סופר גדול של 9×3 מטרים והיא כיום ציוד החיתוך והריתוך בלייזר המשולב הגדול בעולם. Walc9030 הוא ציוד חיתוך וריתוך בפורמט גדול המשלב פונקציות חיתוך לייזר וריתוך לייזר. לציוד ראש חיתוך וראש ריתוך מקצועי. שני ראשי העיבוד חולקים קרן. טכנולוגיית CNC משמשת כדי להבטיח שהם לא יפריעו זה לזה. הציוד יכול להשלים שני תהליכים הדורשים חיתוך וריתוך בו זמנית. חיתוך קודם ולאחר מכן ריתוך, ריתוך קודם ואז חיתוך, ניתן להחליף בקלות חיתוך לייזר וריתוך. למכשיר אחד יש שתי פונקציות ללא צורך ברכישת ציוד חדש. זה חוסך עלויות ציוד ליצרני יישומים, משפר את יעילות העיבוד וטווח העיבוד, ובגלל השילוב של חיתוך וריתוך, דיוק העיבוד מובטח במלואו, וביצועי הציוד יעילים ויציבים. בנוסף, הוא מתגבר על הקשיים של עיוות תרמי של הלוחות בתהליך הריתוך של לוחות סופר-גדולים וכיצד לשמור על יציבות הנתיב האופטי הטיסה הסופר-ארוך. ניתן לרתך בבת אחת שתי פלטות שטוחות באורך של 6 מטר ורוחב של 1.5 מטר. המשטח חלק ושטוח לאחר הריתוך, ואין צורך בעיבוד אחר אחר. במקביל, הוא יכול לחתוך צלחות ברוחב של יותר מ-3 מטרים ובאורך של 6 מטרים ופחות מ-20 מ"מ, וליצור אותן בבת אחת ללא צורך במיקומים משניים.
מכון שניאנג לאוטומציה של האקדמיה הסינית למדעים ביצע שיתוף פעולה בינלאומי עם Ishikawajima-Harima Heavy Industries, Ltd מיפן. בעקבות אסטרטגיית הפיתוח המדעית והטכנולוגית הלאומית של היכרות, עיכול ולאחר מכן חידוש, המכון כבש מספר טכנולוגיות מפתח של ריתוך לייזר ופיתח את הסט השלם הראשון של קווי ייצור לריתוך לייזר בסין בספטמבר 2006. הוא גם פיתח בהצלחה רובוט מערכת ריתוך לייזר, אשר מימשה ריתוך לייזר של מטוסים ועיקולי חלל.
באוקטובר 2013 זכו מומחי ריתוך סיניים בפרס האקדמי הגבוה ביותר בתחום הריתוך - פרס ברוק. מכון הריתוך (TWI) של בריטניה ממליץ על מועמדויות מיותר מ-4,000 יחידות חברות מיותר מ-120 מדינות מדי שנה, ולבסוף מעניק את הפרס למומחה כהוקרה על תרומתו יוצאת הדופן לריתוך או לחיבור מדע וטכנולוגיה ויישומים תעשייתיים. פרס זה הוא לא רק הכרה של גונג שוילי וצוותו, אלא גם אישור למאמצים של AVIC לקדם את קידום טכנולוגיית חיבור החומר.