Nokatly kebşirleme ýokary tizlikli we tygşytly birleşdiriş usulydyr. Ol howa geçirmeýänligi talap etmeýän ýuka plastinka böleklerini birleşdirmek üçin amatlydyr. Nokatly kebşirlemegiň köp görnüşleri bar, mysal üçin garşylykly nokatly kebşirleme, ýaýly nokatly kebşirleme, ýelmeşýän nokatly kebşirleme,kompozit nokatly kebşirleme, we lazer nokatly kebşirleme. Häzirki wagtda garşylyk nokatly kebşirleme önümçilikde giňden ulanylýar. Awtomobil senagatyny mysal hökmünde alsak, awtoulagyň kuzow paneliniň böleklerini ýygnamak üçin 3000-den 4000-e çenli kebşirleme nokatlary gerek bolýar, bu bolsa 250-den 300-e çenli robotlary, şeýle hem goldaw beriji dolandyryş ulgamlaryny we beýleki kömekçi enjamlary talap edýär. Şeýle-de bolsa, garşylyk nokatly kebşirleme pes çeýelige eýedir. Ykdysady ösüşiň çalt ösüşi bilen awtoulag bölekleriniň geometrik şekilleriniň we gurluşlarynyň täzelenme sikli örän gysga boldy. Täze önümleriň we modelleriň täzelenmegi netijeli we çeýe bolan täze görnüşli nokatly kebşirleme tehnologiýasyny talap edýär. Şonuň üçin lazer nokatly kebşirleme tehnologiýasy kem-kemden üns merkezinde boldy we awtoulag senagat önümçiliginde giňden ulanylmagyna garaşylýar. Aerokosmos ulgamynda lazer nokatly kebşirleme alternatiw tehnologiýa hökmünde hem synagdan geçirilýär. Uzak wagt bäri aerokosmos önümleriniň gyra birleşmelerinde, adatça, köp önümçilik proseslerini we agyr iş ýüküni öz içine alýan perçinleme ulanylýar. Alýumin erginleri, titan erginleri we kompozit materiallar ýaly täze materiallaryň barha köp ulanylmagy bilen, däp bolan birleşdirmek usullarynyň ornuny tutmak üçin täze kebşirleme tehnologiýalaryny ulanmak esasy meýile öwrüldi. Bu diňe bir önümçiligiň netijeliligini ýokarlandyrman, eýsem gurluş agramyny azaldýar we täze gurluş dizaýn talaplaryna laýyk gelýär, bu bolsa awiakosmos önümleri üçin uly ähmiýete eýedir. Lazer nokatly kebşirlemegiň ýokary takyklygy we ýokary çeýeligi oňa amaly önümçilikde, esasanam awiasiýa senagatynda uly artykmaçlyklar berýär, bu ýerde ol garşylyk nokatly kebşirleme we perçinleme ýaly däp bolan prosesleriň ornuny tutup biler.
I. Lazer nokatly kebşirlemegiň kesgitlemesi we häsiýetnamalary
Kesgitleme
Lazer nokatly kebşirleme, bir lazer impulsyny (t > 1ms) ýa-da şol bir ýerde birnäçe lazer impulslaryny ulanyp, iş böleklerini eredip we birleşdirip bolýan prosesdir.
Lazer nokatly kebşirleme, esasan, beýleki lazer kebşirleme proseslerine meňzeýär; ýeke-täk tapawut, nokatly kebşirleme wagtynda lazer şöhlesi bilen iş böleginiň arasynda deňeşdirme üýtgeşikliginiň ýoklugydyr. Lazer nokatly kebşirleme iki görnüşe bölünýär: termal geçirijilik kebşirleme we açar deşigi kebşirleme. Termal geçirijilik nokatly kebşirlemede lazer metaly diňe bugarman eredip bilýär. Bu usul elektron bölekleriň Nd:YAG lazer nokatly kebşirlemesi ýaly 0,5 mm-den az galyňlykdaky metallary kebşirlemek üçin has amatlydyr. Açary deşigindäki lazer nokatly kebşirlemede lazer açar deşigi arkaly materialyň içine gönüden-göni girip bilýär, lazer energiýasynyň ulanylyş tizligini ýokarlandyrýar we has uly aralaşma çuňlugyna ýetýär. Adaty garşylyk nokatly kebşirleme elektrik togy bilen döredilýän garşylyk ýylylygyny ulanyp, iş böleklerini kebşirleme nokatlaryny emele getirmek üçin ereýär, lazer nokatly kebşirlemesiniň ýylylyk çeşmesi bolsa lazer şöhlelenmesinden gelip çykýar, bu bolsa kebşirleme nokatlarynyň görnüşleriniň düýpli tapawutly bolmagyna getirýär.
Lazer nokta kebşirlemesiniň sazlanyp bilinýän parametrlerine, adatça, lazer güýji, nokta kebşirleme wagty we defokus mukdary girýär. Impuls režimini ulanýan nokta kebşirleme üçin parametrlere impuls tolkun görnüşi, ýygylyk we iş sikli hem girýär. Bularyň arasynda lazer güýji, esasan, kebşirleme nokadynyň aralaşýan çuňlugyna täsir edýär, nokta kebşirleme wagty bolsa kebşirleme nokadynyň gapdal ölçegine has uly täsir edýär. Umuman, lazer täsir wagty näçe uzak bolsa, kebşirleme nokadynyň ýokarky we aşaky ýüzleriniň ölçegi we birleşme ýüzüniň ölçegi şonça uly bolýar. Defokus mukdaryndaky üýtgeşmeler, esasan, iş böleginiň ýüzüne täsir edýän nokta diametrine we energiýa dykyzlygyna täsir edýär, şeýlelik bilen kebşirleme nokadynyň umumy görnüşine uly täsir edýär.
Aýratynlyklar
- Lazer ýylylyk çeşmesi hökmünde ulanylanda, nokatly kebşirleme ýokary tizligi, ýokary takyklygy, pes ýylylyk girişini we iş böleginiň minimal deformasiýasyny üpjün edýär.
- Spotly kebşirleme pozisiýalaryndaky erkinlik derejesi ep-esli ýokarlandy, bu bolsa ähli pozisiýalarda spotly kebşirlemegi we aňsatlyk bilen amala aşyrmagy mümkin edýärbir taraply nokatly kebşirleme, şeýlelik bilen önüm dizaýnynyň erkinligini ep-esli artdyrýar.
- Lazer nokatly kebşirlemede aýlaw birleşmeleriniň ölçeglerine pes talaplar bar. Aýlaw birleşmeleriniň sany we kebşirleme nokatlarynyň arasyndaky aralyk ýaly parametrlere minimal çäklendirmeler bar we toguň şuntlamasynyň täsirini göz öňünde tutmagyň zerurlygy ýok.
- Deň däl galyňlykdaky plitalary, dürli materiallary we ýörite materiallary (alýumin erginleri, sinklenen listler) kebşirlemek üçin lazer nokatly kebşirlemek däp bolan nokatly kebşirlemek usullaryndan has gowy netije berýär.
- Ol köp sanly kömekçi enjamlary talap etmeýär, önüm üýtgeşmelerine çalt uýgunlaşyp bilýär we bazar talaplaryny kanagatlandyryp bilýär.
II. Lazer nokatly kebşirlemede kemçilikleriň seljermesi
Lazer nokatly kebşirlemede iň köp duş gelýän kemçilikler çatlaklar, gözenekler we çökmeler bolup, olar aşakda bir-birden seljerilýär.
1. Çatlaklar
Çatlaklar ýüzleý çatlaklara we uzynlyk çatlaklara bölünýär. Lazerli nokta kebşirleme wagtynda gyzdyrylma we sowadylma tizligi örän çalt bolýar, bu bolsa gyzdyrylýan meýdan bilen daş-töweregindäki metalyň arasynda uly temperatura gradiýentini döredýär, bu bolsa çatlaklaryň emele gelmegine aňsatlyk bilen getirýär. Çatlaklaryň ýüze çykmagy material bilen berk baglanyşyklydyr; mysal üçin, alýumin erginleri lazer nokta kebşirleme wagtynda poslamaýan polatdan has ýokary çatlaklanma meýiline eýedir. Çatlaklaryň emele gelmeginiň öňüni almagyň netijeli usuly, metalyň gatamagy prosesiniň sowadylma tizligini dolandyrmak we içki dartgynlylygy azaltmak üçin impuls tolkun görnüşini optimizirlemekdir.
2. Gözenekler
Lazer nokatly kebşirlemelerde gözenekli kemçilikler (gözenekler) kiçi gözeneklere we uly gözeneklere bölünip bilner. Kiçi gözenekler, esasan, metalyň gatylaşmasy wagtynda suwuk metaldaky wodorodyň ereýänliginiň peselmegi, şeýle hem açar deşiginde metalyň çalt bugarmagy we ereýän howuzuň bozulmagy sebäpli ýüze çykýar. Uly gözenekler, esasan, lazer nokatly kebşirleme wagtynda sowadyş tizliginiň gaty çalt bolmagy bilen baglanyşyklydyr, bu bolsa açar deşiginiň töweregindäki metalyň yzyna dolanmagy üçin ýeterlik wagt galdyrmaýar. Umuman, uzyn impulsly nokatly kebşirlemede kiçi gözenekler emele gelmäge meýilli bolýar, gysga impulsly nokatly kebşirlemede bolsa uly gözenekler emele gelmegi mümkin.
Lazer nokta kebşirlemesinde gözenekleriň iň köp peýda bolmagy mümkin iki ýer bar: biri kebşirleme nokadynyň ortasyndaky erişme zolagynyň golaýynda, beýlekisi bolsa kebşirleme nokadynyň kökünde. Rentgen arkaly düşürilen ereýän suratlar, erişme zolagynyň golaýyndaky gözenekleriň, esasan, açar deşigi ýapylanda boýnuň ýarylmagy sebäpli döreýändigini görkezýär; kebşirleme nokadyndaky gözenekler üçin, olar, esasan, açar deşigi emele gelenden soň lazeriň çalt ýitip gitmegi sebäpli açar deşiginiň ýykylmagy sebäpli emele gelýär.
3. Sallanmak
Lazer nokta kebşirlemesinde sallanma aýdyň hadysadyr. Kebşirleme noktasynyň ýüzündäki merkezi sallanma we onuň töweregindäki metalyň toplanmagy, metalyň buglanmagy netijesinde suwuk metaly kebşirleme noktasynyň ýüzüne iterýän yza çekilme güýjünden ýüze çykýar. Sowatmak prosesinde, ýüzde toplanan metal çalt gataýar we doly doldurylyp bilinmeýär. Mundan başga-da, metalyň çalt buglanmagy we çaýkalmagy sebäpli material ýitgisi merkezi sallanmaga sebäp bolýan başga bir faktordyr. Impuls wagty kebşirleme noktasynyň ýüzüniň sallanmasyna we gözenekleriň emele gelmegine uly täsir edýär. Impuls tolkun görnüşini we wagtyny optimizirlemek arkaly kanagatlanarly kebşirleme noktalaryny alyp bolýar.
4. Fokusdan aýyrmagyň möçberiniň kebşirleme nokatlaryna täsiri
Defokus mukdarynyň üýtgemegi nokadyň diametrini we energiýa dykyzlygyny gönüden-göni üýtgedýär. Defokus mukdary negatiw we oňyn ugurlarda artanda, nokadyň diametriniň artýandygyny we energiýa dykyzlygynyň azalýandygyny aňladýar. Lazer nokada kebşirleme wagtynda, nokadyň diametri bilen synag bölegine düşýän lazeriň emele getiren başlangyç açar deşiginiň ululygynyň arasynda belli bir derejede degişli gatnaşyk bar, energiýa dykyzlygy bolsa ereýän howuzuň giňelme tizligini kesgitleýär. Defokus mukdarynyň absolýut gymmaty kiçi bolanda, lazer nokadynyň diametri kiçi, lazer güýjüniň dykyzlygy ýokary we kebşirlemek nokadynyň ereýän howuzunyň giňelme tizligi çalt bolýar, ýöne başlangyç açar deşiginiň diametri kiçi bolýar. Tersine, defokus mukdary uly bolanda, başlangyç açar deşiginiň diametri uly bolýar, ýöne ereýän howuzuň giňelme tizligi haýallaýar we netijede kebşirlemek nokadynyň ululygy uly bolup bilmez. Şonuň üçin, defokus mukdarynyň üýtgemegi wagtynda, nokadyň diametriniň we kebşirlemek nokadynyň ýüz güýji dykyzlygynyň umumy täsiri kebşirlemek nokadynyň ululygyny kesgitleýär.
III. Lazer nokatly kebşirleme tehnologiýasynyň ulanylyşy
Lazer nokatly kebşirleme ýokary tizlige, uly aralaşma çuňlugyna, minimal deformasiýa eýe bolýar we otagyň temperaturasynda ýa-da ýönekeý kebşirleme enjamlary bilen ýörite şertlerde ýerine ýetirilip bilner. Mundan başga-da, ýokary ýygylykly impuls lazerleriniň (sekuntda 40 impulsdan ýokary ýygylykly) peýda bolmagy köpçülikleýin awtomatlaşdyrylan önümçilikde mikro we kiçi bölekleri ýygnamakda we kebşirlemekde lazer nokatly kebşirlemegiň giňden ulanylmagyna mümkinçilik berdi. Kiçi ýylylyk täsir edýän zolagy talap edýän kiçi elektron bölekleri kebşirlände - meselem, aýna bilen metalyň arasyndaky baglanyşyk, ýylylyga duýgur ýarymgeçiriji zynjyrlardaky birleşmeleriň baglanyşygy we simlerdäki dürli metallaryň arasyndaky baglanyşyk ýaly - lazer nokatly kebşirleme adaty nokatly kebşirleme proseslerinden (meselem, garşylyk nokatly kebşirleme) has peýdaly bolup, hapalanmasyz kebşirleme nokatlary we ýokary kebşirleme hiline eýedir. 6-60-njy suratda awtoulag faralarynyň önümçiliginde lazer nokatly kebşirlemegiň ulanylyş mysaly görkezilýär: 500W berk ýagdaýly impuls lazeri örän ýokary impuls ýygylygy bilen dört meňzeş kebşirleme nokadyny döredýär.
Mikrostrukturalarda ýokary impuls energiýasyny ulanyp ýokary takyklykly nokatly kebşirleme geçirilende, impulsly Nd:YAG lazerleri tehniki we ykdysady artykmaçlyklara eýedir. Senagat nokatly kebşirleme ulanylyşlarynyň köpüsinde, esasan, ortaça kuwwaty 50W we impuls güýji > 2kW bolan impulsly gaty ýagdaýly lazerler ulanylýar. Lazer optiki süýümler ýa-da birleşdirilen fokuslaýyş linzalary arkaly iş bölegine gönüden-göni täsir edip biler.
Lazer nokatly kebşirleme dürli materiallara ulanylýar. Mysal üçin, Li batareýalaryny nokatly kebşirlemekde, Nd ulanylanda:YAG lazer nokatly kebşirleme tehnologiýasyTIG we garşylyk nokatly kebşirlemeden dürli metallary birikdirmek has netijelidir. Hususan-da, optiki süýümler önümçilik wagtynda lazerleri geçirmek üçin ulanylýandygy sebäpli, dürli iş stollarynyň arasynda çalt we çeýe hereket etmek amatlydyr.
Gysgaça aýdylanda, lazer nokatly kebşirleme aşakdaky aýratynlyklara eýedir:
- Lazer güýjüniň artmagy bilen, kebşirleme nokadynyň ýüz diametri ýokary we aşak üýtgeýär, şol bir wagtyň özünde erime nokadynyň we aşaky ýüzüniň diametri haýal artýar. Kebşirleme nokadynyň kese-kesiş görnüşiniň üýtgemegi aýdyň däl. Dowamlylygy artdygyça, kebşirleme nokadynyň ululygy çalt artýar we erime nokadynyň diametriniň üýtgeme tizligi ýokarky we aşaky ýüzüň diametrlerinden has uly bolýar. Defokus mukdarynyň üýtgemegi kebşirleme nokadynyň ululygyna uly täsir edýär. Ol nokadyň diametrini we lazer güýjüniň dykyzlygyny gönüden-göni üýtgedýär we bu iki faktoryň toplumlaýyn täsiri kebşirleme nokadynyň ululygyny kesgitleýär.
- Doly aralaşma ýagdaýynda, lazer nokta kebşirlemesiniň ýüzünde aýdyň çöküş bolýar. Lazer güýjüniň we dowamlylygynyň artmagy bilen kebşirleme noktasynyň ýüzünde çöküş çuňlugy hem artýar. Dowamlylyk ýa-da boşluk ululygy uly bolanda, aşaky ýüzde hem çöküş bolup biler.
- Aralyk ulalanda, kebşirleme nokadynyň umumy deformasiýalary, merkezi çöküş we çöküş aýdyň bolýar. Ereýän ýüzi kiçelýär we berklik çalt pese gaçýar. Häzirki wagtda rezistorlary, batareýalary we elektronika ulgamynda kebşirlemekde iki nokady bir wagtda kebşirlemek prosesi giňden ulanylýar, bu bolsa adatça iki lazer şöhle çeşmesi bolan dizaýny kabul edýär.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 27-nji oktýabry
