Mikro we kiçi bölekler üçin kebşirleme usullary Lazer kebşirlemesi ýokary energiýa dykyzlygy bolan lazer şöhlesini ýylylyk çeşmesi hökmünde ulanýan netijeli we takyk kebşirleme usulydyr. Ol lazer materiallaryny gaýtadan işlemek tehnologiýasynyň möhüm ulanylyşlarynyň biridir. 1970-nji ýyllarda ol esasan inçe diwarly materiallary we pes tizlikli kebşirleme üçin ulanylýardy we kebşirleme prosesi ýylylyk geçirijilik görnüşine degişlidi. Has takygy, lazer şöhlelenmesi iş böleginiň ýüzüni gyzdyrýar we ýüzündäki ýylylyk ýylylyk geçirijiligi arkaly içeri ýaýraýar. Lazer impulslarynyň giňligi, energiýasy, iň ýokary güýji we gaýtalanma ýygylygy ýaly parametrleri dolandyrmak arkaly iş bölegi belli bir ereýän howuz emele getirmek üçin ereýär. Özboluşly artykmaçlyklary sebäpli, ol üstünlikli ulanyldymikro we kiçi bölekleriň takyk kebşirlenmegi.Hytaýyň lazer bilen kebşirleme tehnologiýasy dünýäde öňdebaryjy derejeleriň arasynda orun alýar. Ol lazer ulanyp 12 inedördül metr meýdanda çylşyrymly titan ergin böleklerini emele getirmek üçin tehnologiýa we mümkinçilik berýär we köp sanly ýerli awiasiýa ylmy-barlag taslamalarynyň prototipinde we önüm önümçiliginde ulanyldy. 2013-nji ýylyň oktýabr aýynda hytaýly kebşirleme boýunça hünärmen kebşirleme ulgamynda iň ýokary akademiki baýrak bolan Bruk baýragyna mynasyp boldy, bu bolsa Hytaýyň dünýä derejesindäki lazer bilen kebşirleme derejesini tassyklady.
## Ösüş taryhy Dünýäde ilkinji lazer şöhlesi 1960-njy ýylda ýalpyldawuk lampasy bolan tolgundyryjy ýakut kristallary arkaly döredildi. Kristalyň termal kuwwaty bilen çäklenýänligi sebäpli, ol diňe pes ýygylykly örän gysga impulsly şöhleleri öndürip bilýärdi. Derrew impulsyň iň ýokary energiýasy 10^6 watta çenli ýetip bilse-de, ol henizem pes energiýaly çykyşa degişlidi. Neodim bilen goşulan ittriý alýumin granat (Nd:YAG) kristal sterženi, oýaryjy element hökmünde neodim (Nd) bolan, 1-8KW kuwwatlylykdaky üznüksiz bir tolkunly lazer şöhlesini döredip bilýär. 1,06μm tolkun uzynlygy bolan YAG lazeri, çeýe enjamlaryň ýerleşişini we 0,5-6mm galyňlykdaky kebşirleme iş bölekleri üçin amatlylygyny görkezýän çeýe optiki süýüm arkaly lazer işläp bejeriş kellesine birikdirip bolýar. CO₂ lazeri, uglerod dioksidini (10,6 μm tolkun uzynlygy bilen) öjükdiriji hökmünde ulanyp, 25 kW-a çenli çykyş energiýasyny gazanyp we 2 mm galyňlykdaky plitalary bir gezeklik doly penetrasiýa arkaly kebşirlemegi amala aşyryp bilýär. Ol senagat pudagynda metal gaýtadan işlemekde giňden ulanylýar. 1980-nji ýyllaryň ortalarynda lazer kebşirlemegi täze tehnologiýa hökmünde Ýewropada, ABŞ-da we Ýaponiýada giňden üns çekdi. 1985-nji ýylda ThyssenKrupp Steel AG (Germaniýa) we Volkswagen AG (Germaniýa) Audi 100 kuzowynda dünýäde ilkinji lazer bilen kebşirlenen boşlugy üstünlikli ulanmak üçin hyzmatdaşlyk etdiler. 1990-njy ýyllarda Ýewropadaky, Demirgazyk Amerikadaky we Ýaponiýadaky esasy awtoulag öndürijileri awtoulag kuzowlaryny öndürmekde lazer bilen kebşirlenen boşluk tehnologiýasyny giňden ulanmaga başladylar. Laboratoriýalaryň we awtoulag öndürijileriniň amaly tejribesi lazer bilen kebşirlenen boşluklaryň awtoulag kuzowlaryny öndürmekde üstünlikli ulanylyp bilinjekdigini subut etdi. Lazer bilen kebşirlemek lazer energiýasyny ulanyp, dürli materiallardan, galyňlyklardan we örtüklerden ybarat bolan birnäçe polatlary, poslamaýan polatlary, alýumin erginlerini we ş.m. awtomatiki usulda birleşdirýär we kebşirleýär, şeýle hem birleşdirilen plastinka, profil ýa-da sendwiç paneli döredýär. Bu bolsa, bölekleriň dürli material öndürijilik talaplaryna laýyk gelýär we enjamlary iň ýeňil agramly, iň gowy gurluşly we iň gowy öndürijilikli edýär. Ýewropa we Birleşen Ştatlar ýaly ösen ýurtlarda,lazer bilen kebşirlemediňe ulag enjamlaryny öndürmek senagatynda ulanylman, eýsem gurluşyk, köprüler, öý enjamlarynyň plastinkalaryny kebşirlemek önümçiligi we prokat liniýalarynda polat plastinkalary kebşirlemek (üznüksiz prokatda plastinka birikdirmesi) ýaly ugurlarda giňden ulanylýar. Dünýä belli lazer kebşirleme kärhanalaryna Soudonic (Şweýsariýa), ArcelorMittal Group (Fransiýa), ThyssenKrupp TWB (Germaniýa), Servo-Robot (Kanada) we Precitec (Germaniýa) girýär. Hytaýda lazer bilen kebşirlenen boşluk tehnologiýasynyň ulanylyşy ýaňy başlandy. 2002-nji ýylyň 25-nji oktýabrynda Hytaýyň lazer bilen kebşirlenen boşluklar üçin ilkinji professional täjirçilik önümçilik liniýasy resmi taýdan işe girizildi. Ol ThyssenKrupp TWB (Germaniýa) kompaniýasynyň Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding kompaniýasy tarapyndan tanyşdyryldy. Soňra Şanhaý Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd. we beýleki kärhanalar yzygiderli önümçilige girizildi. 2003-nji ýylda daşary ýurtlar iki şöhleli CO₂ lazer dolduryjy sim kebşirlemegini weYAG lazer dolduryjy simini kebşirlemekA318 alýumin lehimli aşaky diwar paneli gurluşy üçin. Bu tehnologiýa däp bolan perçinlenen gurluşy çalşyp, uçaryň göwdesiniň agramyny 20% azaldyp, çykdajylaryň 20% tygşytlady. Gong Şuili lazer bilen kebşirlemek tehnologiýasynyň Hytaýyň däp bolan awiasiýa önümçilik senagatynyň özgermeginde we döwrebaplaşdyrylmagynda uly rol oýnajakdygyna ynanýardy. Ol derrew birnäçe degişli deslapky ylmy-barlag taslamalaryna ýüz tutdy, ylmy-barlag toparyny döretdi we Hytaýdaky ylmy-barlag taslamalaryna "iki şöhleli lazer bilen kebşirlemek" tehnologiýasyny ornaşdyrmakda ýolbaşçylyk etdi. Ol başyndan bäri bu tehnologiýany uçar önümçiligine ulanmagy meýilleşdirdi. Hytaýly bilermenler topary deslapky tehnologiýany uçar dizaýn institutyna habar berdi we iki şöhleli lazer bilen kebşirlemegiň artykmaçlyklaryny we mümkinçiligini wagyz etdi. Birnäçe gezek barlanandan we baha berlenden soň, taslama instituty bu tehnologiýany belli bir uçar üçin gabyrly diwar panellerini öndürmekde ulanmagy karar etdi we uçar önümçiligine "iki şöhleli lazer bilen kebşirlemek" tehnologiýasyny ulanmak baradaky başlangyç maksada ýetdi. Ol ýeňil garyndylar üçin lazer bilen kebşirlemek dolduryjy siminiň takyk gözegçiligi ýaly esasy tehnologiýalary döwüp geçdi, integrasiýa edilen we innowasion iki şöhleli lazer bilen dolduryjy simli gibrid kebşirlemek enjamyny işläp düzdi, Hytaýyň ilkinji ýokary kuwwatly iki şöhleli lazer bilen dolduryjy simi kebşirlemek platformasyny döretdi, uly inçe diwarly gurluşlarda T-birleşmeleriniň iki şöhleli we iki taraplaýyn sinhron kebşirlemek usulyny amala aşyrdy we ony ilkinji gezek awiasiýa gabykly diwar panelleriniň esasy gurluş bölekleriniň kebşirlemek önümçiliginde üstünlikli ulandy we Hytaýyň täze uçarlarynyň işlenip düzülmeginde möhüm rol oýnady. 2003-nji ýylda HG Laser tarapyndan hödürlenen ilkinji ýerli uly möçberli onlaýn zolakly kebşirlemek enjamlarynyň doly toplumy oflaýn kabul edildi. Bu enjam lazer bilen kesmegi, kebşirlemek we ýylylyk bilen işläp düzmegi öz içine alýar, bu bolsa HG Laser-i şeýle enjamlary öndürmäge ukyply dünýäde dördünji kärhanalaryň birine öwürýär. 2004-nji ýylda HG Laser Farley Laserlab tarapyndan döredilen “Ýokary kuwwatly lazer kesmek, kebşirlemek we kombinirlenen kesmek-kebşirlemek gaýtadan işlemek tehnologiýasy we enjamlary” taslamasy Milli Ylym we Tehnologiýa Ösüşi baýragynyň ikinji baýragyna mynasyp boldy we bu ony Hytaýda bu tehnologiýanyň we enjamyň ylmy-barlag we işläp çykarmak ukybyna eýe bolan ýeke-täk lazer kärhanasy etdi. Senagat lazer senagatynyň çalt ösmegi bilen bazar lazer gaýtadan işlemek tehnologiýasyna has ýokary talaplary öňe sürdi. Lazer tehnologiýasy bir gezek ulanylýan ulanyşdan dürli ulanylyşlara geçdi. Lazer gaýtadan işlemek babatda ol indi bir gezek ulanylýan kesmek ýa-da kebşirlemek bilen çäklenmeýär. Kesmegi we kebşirlemegi birleşdirýän integrasiýalaşdyrylan lazer gaýtadan işlemek enjamlaryna bazaryň islegi artýar we şonuň üçin integrasiýalaşdyrylan lazer kesmek we kebşirlemek enjamlary peýda boldy. HG Laser Farley Laserlab häzirki wagtda dünýäde iň uly formatly integrasiýalaşdyrylan lazer kesmek we kebşirlemek enjamy bolan 9×3 metrlik ultra uly formatly Walc9030 integrasiýalaşdyrylan kesmek we kebşirlemek enjamyny işläp düzdi. Walc9030 integrasiýalaşdyrylan uly formatly kesmek we kebşirlemek enjamydyr.lazer kesmek we lazer bilen kebşirlemek funksiýalary. Ol professional kesiji kelle we kebşirleýji kelle bilen enjamlaşdyrylan we iki işleýiş kellesi bir şöhleni paýlaşýar. Sanly dolandyryş tehnologiýasy olaryň biri-birine päsgel bermezligini üpjün edýär. Enjamlar bir wagtyň özünde kesmegi we kebşirlemegi talap edýän iki prosesi tamamlap bilýär. Ol ilki kesmegi, soňra kebşirlemegi ýa-da ilki kebşirlemegi, soňra kesmegi erkin geçirip bilýär, goşmaça enjama mätäçlik bolmazdan bir enjam bilen lazer kesmegi we kebşirlemegi amala aşyrýar. Bu bolsa, ulanyş öndürijileri üçin enjam çykdajylaryny tygşytlaýar, işleýiş netijeliligini we işleýiş gerimini gowulandyrýar. Mundan başga-da, kesmegiň we kebşirlemegiň integrasiýasy sebäpli işleýiş takyklygy doly kepillendirilýär we enjamyň işlemegi netijeli we durnuklydyr. Mundan başga-da, ol örän uly plitalary ýörite kebşirlemek we örän uzyn uçýan optiki ýollaryň durnukly amala aşyrylmagy mahalynda plitalaryň termal deformasiýasynyň kynçylyklaryny ýeňip geçdi. Ol bir wagtyň özünde uzynlygy 6 metr we ini 1,5 metr bolan iki tekiz plastinany kebşirläp bilýär we kebşirlenen ýüz goşmaça gaýtadan işlenilmezden tekiz we tekiz bolýar. Şol bir wagtyň özünde, ol bir şekillendirme prosesinde ini 3 metr, uzynlygy 6 metrden köp we galyňlygy 20 mm-den az bolan plastinany ikinji derejeli ýerleşdirişsiz kesip bilýär. Hytaý Ylymlar Akademiýasynyň Şenýan Awtomatlaşdyrma Instituty IHI Korporasiýasy (Ýaponiýa) bilen halkara hyzmatdaşlygyny amala aşyrdy. “Introduksiýa, siňdiriş, özleşdirme we gaýtadan innowasiýa” milli ylmy we tehnologik ösüş strategiýasyna eýerip, birnäçe esasy tehnologiýalaryň hötdesinden geldi.lazer bilen kebşirleme, 2006-njy ýylyň sentýabr aýynda Hytaýyň ilkinji doly lazer bilen kebşirleme önümçilik liniýalaryny işläp düzdi we tekiz we giňişlik egrilerini lazer bilen kebşirlemegi amala aşyrýan robot lazer kebşirleme ulgamyny üstünlikli işläp düzdi. 2013-nji ýylyň oktýabr aýynda hytaýly kebşirleme boýunça hünärmen kebşirleme ulgamynda iň ýokary akademiki baýrak bolan Bruk baýragyna mynasyp boldy. Kebşirleme instituty (TWI, Beýik Britaniýa) her ýyl 120-den gowrak ýurtda 4000-den gowrak agza birlikden dalaşgärleri teklip edýär we hödürleýär we ahyrsoňy bu baýragy kebşirleme ýa-da birleşdirmegiň ylmyna we tehnologiýasyna hem-de onuň senagat ulanylyşyna goşan ajaýyp goşandyny ykrar etmek üçin bir hünärmene berýär. Bu baýrak diňe bir Gong Şuiliniň we onuň toparynyň ykrarnamasy däl, eýsem AVIC-iň materiallary birleşdirmek tehnologiýasynyň ösüşini öňe sürmekdäki rolunyň tassyklanmasydyr.
## Gurluş parametrleri
### Iş enjamlary Ol optiki ossilýatordan we ossilýator boşlugynyň iki ujundaky aýnalaryň arasynda ýerleşdirilen gurşawdan ybarat. Gurşaw ýokary energiýaly ýagdaýa çenli gyjyndyrylanda, ol faza içi ýagtylyk tolkunlaryny döretmäge başlaýar, olar iki ujundaky aýnalaryň arasynda öňe-yza şöhle saçýar we fotoelektrik birleşdiriji täsiri emele getirýär. Bu ýagtylyk tolkunlaryny güýçlendirýär we ýeterlik energiýa alnanda lazer şöhle saçýar. Lazer, şeýle hem, elektrik energiýasy, himiki energiýa, ýylylyk energiýasy, ýagtylyk energiýasy ýa-da ýadro energiýasy ýaly esasy energiýa çeşmelerini belli bir optiki ýygylyklaryň (ultrabenewşe şöhle, görünýän şöhle ýa-da infragyzyl şöhle) elektromagnit şöhlelenme şöhlelerine öwürýän enjam hökmünde kesgitlenip bilner. Bu öwrülişik belli bir gaty, suwuk ýa-da gaz görnüşli gurşawlarda aňsatlyk bilen amala aşyrylyp bilner. Bu gurşawlar atomlar ýa-da molekulalar görnüşinde gyjyndyrylanda, olar diýen ýaly bir faza we diýen ýaly bir tolkun uzynlygy bolan ýagtylyk şöhlesini - lazeri öndürýärler. Faza içi häsiýeti we bir tolkun uzynlygy sebäpli, diwergensiýa burçy örän kiçi we kebşirlemek, kesmek we ýylylyk bilen işlemek ýaly funksiýalary üpjün etmek üçin ýokary derejede konsentrasiýalanmazdan öň uzak aralyga geçirilip bilner. ### Lazerleriň klassifikasiýalary Kebşirlemek üçin esasan iki görnüşli lazer ulanylýar, ýagny CO₂ lazerleri we Nd:YAG lazerleri. CO₂ lazerleri we Nd:YAG lazerleri ýalaňaç göz bilen görünmeýän infragyzyl şöhledir. Nd:YAG lazeri tarapyndan döredilýän şöhle, esasan, 1,06μm tolkun uzynlygy bolan ýakyn infragyzyl şöhledir. Termal geçirijiler bu tolkun uzynlygyndaky şöhle üçin deňeşdirme boýunça ýokary siňdiriş tizligine eýedir we köp metallar üçin şöhle gaýtarmak 20%-30% -dir. Ýakyn infragyzyl şöhle standart optiki linzalary ulanyp, 0,25 mm diametre fokuslanyp bilner. CO₂ lazeriniň şöhlesi 10,6μm tolkun uzynlygy bolan uzak infragyzyl şöhledir. Köp metallaryň bu görnüşli şöhle üçin şöhle gaýtarmak 80%-90% -e deňdir, şonuň üçin şöhleni 0,75-1,0 mm diametre fokuslamak üçin ýörite optiki linzalar gerek. Nd:YAG lazerleriniň güýji, adatça, takmynan 4000-6000W ýetip bilýär we iň ýokary güýç häzir 10000W ýetdi. Tersine, CO₂ lazerleriniň güýji aňsatlyk bilen 20000W ýa-da ondan hem ýokary ýetip bilýär. Ýokary kuwwatly CO₂ lazerleri açar deşigi täsiri arkaly ýokary şöhlelendirijilik meselesini çözýär. Yşyk nokady bilen şöhlelendirilen materialyň ýüzi ereýän wagty, açar deşigi emele gelýär. Bug bilen doldurylan bu açar deşigi düşýän ýagtylygyň ähli energiýasyny diýen ýaly özüne siňdirýän gara jisim ýalydyr. Açar deşiginiň içindäki deňagramlylyk temperaturasy takmynan 25000°C ýetýär we şöhlelendirijilik birnäçe mikrosekundyň içinde çalt pese gaçýar. CO₂ lazerleriniň ösüşinde esasy üns enjamlary işläp düzmäge we ylmy-barlag işlerine gönükdirilse-de, indi iň ýokary çykyş güýjüni artdyrmak barada däl-de, şöhle hilini we onuň fokuslaýyş işini nädip gowulandyrmak barada. Mundan başga-da, argon 10 kW-dan ýokary kuwwatly CO₂ lazer kebşirlemesi üçin gorag gazy hökmünde ulanylanda, köplenç güýçli plazmany döredýär, bu bolsa penetrasiýanyň çuňlugyny azaldýar. Şonuň üçin plazma döretmeýän geliý köplenç ýokary kuwwatly CO₂ lazer kebşirlemesi üçin gorag gazy hökmünde ulanylýar. Diod lazer kombinasiýalaryny tolgundyryjy ýokary kuwwatly Nd:YAG kristallary üçin ulanmak möhüm ylmy-barlag we işläp düzmek temasy bolup, lazer şöhleleriniň hilini ep-esli gowulandyrar we has netijeli lazer işlemesini emele getirer. Ýakyn infragyzyl sebitde lazerleri tolgundyrmak we çykarmak üçin göni diod massiwlerini ulanmak ortaça 1 kW kuwwatlylyga we fotoelektrik öwrülme netijeliligine tas 50% ýetdi. Diodlaryň hyzmat möhleti hem has uzak (10,000 sagat), bu bolsa lazer enjamlarynyň tehniki hyzmat çykdajylaryny azaltmaga kömek edýär. Diod bilen pompalanýan gaty ýagdaýly lazer (DPSSL) enjamlarynyň işlenip düzülmegi hem öňe gidýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 27-nji awgusty
