Mikro və Kiçik Hissələr üçün Qaynaq Metodları Lazer qaynağı, istilik mənbəyi kimi yüksək enerji sıxlığına malik lazer şüasından istifadə edən səmərəli və dəqiq bir qaynaq üsuludur. Lazer material emalı texnologiyasının vacib tətbiqlərindən biridir. 1970-ci illərdə əsasən nazik divarlı materialların və aşağı sürətli qaynaqların qaynağı üçün istifadə olunurdu və qaynaq prosesi istilik keçiriciliyi növünə aid idi. Xüsusilə, lazer şüalanması iş parçasının səthini qızdırır və səthdəki istilik istilik keçiriciliyi vasitəsilə içəri yayılır. Lazer impulslarının eni, enerjisi, pik gücü və təkrarlanma tezliyi kimi parametrləri idarə etməklə, iş parçası xüsusi əridilmiş hovuz yaratmaq üçün əridilir. Unikal üstünlüklərinə görə, uğurla tətbiq edilmişdirmikro və kiçik hissələrin dəqiq qaynağı.Çinin lazer qaynaq texnologiyası dünyanın qabaqcıl səviyyələri arasında yer alır. Lazerdən istifadə edərək 12 kvadrat metrlik ərazidə mürəkkəb titan ərintisi komponentləri yaratmaq texnologiyasına və qabiliyyətinə malikdir və bir çox yerli aviasiya tədqiqat layihələrinin prototipində və məhsul istehsalında tətbiq edilmişdir. 2013-cü ilin oktyabr ayında Çinli qaynaq mütəxəssisi qaynaq sahəsində ən yüksək akademik mükafat olan Bruk Mükafatını qazandı və bu, Çinin dünya səviyyəli lazer qaynaq səviyyəsini təsdiqlədi.
## İnkişaf Tarixi Dünyada ilk lazer şüası 1960-cı ildə işıq lampası ilə həyəcanlandıran yaqut kristalları tərəfindən yaradılıb. Kristalın istilik tutumu ilə məhdudlaşdığı üçün, yalnız aşağı tezlikli çox qısa impulslu şüalar yarada bilirdi. Ani impuls pik enerjisi 10^6 vatt-a çata bilsə də, yenə də aşağı enerjili çıxışa aid idi. Həyəcan elementi kimi neodimium (Nd) olan neodimiumla zənginləşdirilmiş ittrium alüminium qranat (Nd:YAG) kristal çubuğu 1-8 kVt gücündə davamlı tək dalğalı lazer şüası yarada bilər. 1,06 μm dalğa uzunluğuna malik YAG lazeri, çevik avadanlıq düzülüşünə və 0,5-6 mm qalınlığında qaynaq iş parçaları üçün uyğunluğa malik elastik optik lif vasitəsilə lazer emal başına qoşula bilər. CO₂ lazeri, karbon qazını həyəcanlandırıcı kimi istifadə edərək (dalğa uzunluğu 10,6 μm), 25 kVt-a qədər çıxış enerjisi əldə edə və 2 mm qalınlığında lövhələrin tək keçidli tam nüfuzetmə qaynağını həyata keçirə bilər. Sənaye sektorunda metal emalında geniş istifadə olunur. 1980-ci illərin ortalarında yeni bir texnologiya kimi lazer qaynağı Avropa, ABŞ və Yaponiyada geniş diqqət çəkdi. 1985-ci ildə ThyssenKrupp Steel AG (Almaniya) və Volkswagen AG (Almaniya) Audi 100 kuzovunda dünyada ilk lazerlə qaynaqlanmış blankı uğurla tətbiq etmək üçün əməkdaşlıq etdilər. 1990-cı illərdə Avropa, Şimali Amerika və Yaponiyadakı əsas avtomobil istehsalçıları avtomobil kuzov istehsalında lazerlə qaynaqlanmış blank texnologiyasından geniş istifadə etməyə başladılar. Həm laboratoriyaların, həm də avtomobil istehsalçılarının praktik təcrübəsi sübut etdi ki, lazerlə qaynaqlanmış blanklar avtomobil kuzovlarının istehsalında uğurla tətbiq oluna bilər. Lazerlə xüsusi qaynaq lazer enerjisindən istifadə edərək, müxtəlif materiallar, qalınlıqlar və örtüklər olan bir neçə poladı, paslanmayan poladı, alüminium ərintilərini və s. avtomatik olaraq birləşdirərək inteqrasiya olunmuş lövhə, profil və ya sendviç panelinə qaynaq edir. Bu, komponentlərin müxtəlif material performans tələblərinə cavab verir və ən yüngül çəki, optimal struktur və ən yaxşı performansla yüngül avadanlıq əldə edir. Avropa və Amerika Birləşmiş Ştatları kimi inkişaf etmiş ölkələrdə,lazerlə xüsusi qaynaqyalnız nəqliyyat avadanlığı istehsalı sənayesində deyil, həm də tikinti, körpülər, məişət cihazları lövhələrinin qaynaq istehsalı və yayma xətlərində polad lövhələrin qaynağı (fasiləsiz yaymada lövhələrin birləşdirilməsi) kimi sahələrdə geniş tətbiq olunur. Dünyaca məşhur lazer qaynaq müəssisələrinə Soudonic (İsveçrə), ArcelorMittal Group (Fransa), ThyssenKrupp TWB (Almaniya), Servo-Robot (Kanada) və Precitec (Almaniya) daxildir. Çində lazerlə qaynaqlanmış boşluq texnologiyasının tətbiqi yeni başlamışdır. 25 oktyabr 2002-ci ildə Çinin lazerlə qaynaqlanmış boşluqlar üçün ilk peşəkar kommersiya istehsal xətti rəsmi olaraq istifadəyə verildi. O, ThyssenKrupp TWB (Almaniya) şirkətindən Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Dərzi Qaynaqçılığı tərəfindən təqdim edildi. Daha sonra Şanxay Baosteel Arcelor Laser Dərzi Qaynaqçılığı Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Dərzi Qaynaqçılığı Co., Ltd. və digər müəssisələr ardıcıl olaraq istehsala verildi. 2003-cü ildə xarici ölkələr ikiqat şüalı CO₂ lazer doldurucu məftil qaynağı vəYAG lazer doldurucu tel qaynağıA318 alüminium ərintisi alt divar paneli konstruksiyası üçün. Bu texnologiya ənənəvi perçinli konstruksiyanı əvəz edərək təyyarə gövdəsinin çəkisini 20% azaltdı və xərclərin 20%-nə qənaət etdi. Qonq Şuili lazer qaynaq texnologiyasının Çinin ənənəvi aviasiya istehsal sənayesinin transformasiyasında və təkmilləşdirilməsində mühüm rol oynayacağına inanırdı. O, dərhal bir sıra əlaqəli tədqiqat öncəsi layihələrə müraciət etdi, tədqiqat qrupu təşkil etdi və Çində tədqiqat layihələrinə "ikiqat şüa lazer qaynağı" texnologiyasının tətbiqində liderlik etdi. Əvvəldən bu texnologiyanı təyyarə istehsalına tətbiq etməyi planlaşdırdı. Çin ekspert qrupu ilkin texnologiyanı təyyarə dizayn institutuna təqdim etdi və ikiqat şüa lazer qaynağının üstünlüklərini və mümkünlüyünü təbliğ etdi. Çoxsaylı yoxlamalardan və qiymətləndirmələrdən sonra layihə institutu bu texnologiyanı müəyyən bir təyyarə üçün qabırğalı divar panellərinin istehsalına tətbiq etmək qərarına gəldi və "ikiqat şüa lazer qaynağı" texnologiyasını təyyarə istehsalına tətbiq etmək kimi ilkin məqsədə çatdı. Yüngül ərintilər üçün lazer qaynaq doldurucu telinin dəqiq idarə olunması kimi əsas texnologiyalarda irəliləyiş əldə etdi, inteqrasiya olunmuş və innovativ ikiqat şüalı lazer doldurucu tel hibrid qaynaq cihazı hazırladı, Çinin ilk yüksək güclü ikiqat şüalı lazer doldurucu tel qaynaq platformasını qurdu, böyük nazik divarlı konstruksiyalarda T-birləşmələrinin ikiqat şüalı və ikitərəfli sinxron qaynağını həyata keçirdi və ilk dəfə olaraq aviasiya qabırğalı divar panellərinin əsas struktur hissələrinin qaynaq istehsalında uğurla tətbiq etdi və Çinin yeni təyyarələrinin inkişafında mühüm rol oynadı. 2003-cü ildə HG Laser tərəfindən təqdim edilən ilk yerli genişmiqyaslı onlayn zolaq qaynaq avadanlıq dəsti oflayn qəbuldan keçdi. Bu avadanlıq lazer kəsmə, qaynaq və istilik emalını birləşdirir və HG Laser-i bu cür avadanlıq istehsal edə bilən dünyanın dördüncü müəssisələrindən birinə çevirir. 2004-cü ildə HG Laser Farley Laserlab şirkətinin "Yüksək Güclü Lazer Kəsmə, Qaynaq və Kombinasiyalı Kəsmə-Qaynaq Emalı Texnologiyası və Avadanlıqları" layihəsi Milli Elm və Texnologiya Tərəqqi Mükafatının İkinci Mükafatını qazandı və bu, Çində bu texnologiya və avadanlıqların tədqiqat və inkişaf qabiliyyətinə malik yeganə lazer müəssisəsi oldu. Sənaye lazer sənayesinin sürətli inkişafı ilə bazar lazer emalı texnologiyasına daha yüksək tələblər irəli sürdü. Lazer texnologiyası tədricən tək tətbiqdən şaxələndirilmiş tətbiqlərə keçdi. Lazer emalı baxımından artıq tək kəsmə və ya qaynaqla məhdudlaşmır. Kəsmə və qaynağı birləşdirən inteqrasiya olunmuş lazer emalı avadanlıqlarına bazar tələbi artır və beləliklə, inteqrasiya olunmuş lazer kəsmə və qaynaq avadanlığı ortaya çıxdı. HG Laser Farley Laserlab, hazırda dünyanın ən böyük formatlı inteqrasiya olunmuş lazer kəsmə və qaynaq avadanlığı olan 9×3 metrlik ultra böyük formatlı Walc9030 inteqrasiya olunmuş kəsmə və qaynaq maşını hazırladı. Walc9030, inteqrasiya edən geniş formatlı kəsmə və qaynaq avadanlığıdırlazer kəsmə və lazer qaynaq funksiyalarıPeşəkar kəsmə başlığı və qaynaq başlığı ilə təchiz olunub və iki emal başlığı bir şüanı paylaşır. Rəqəmsal idarəetmə texnologiyası onların bir-birinə müdaxilə etməməsini təmin edir. Avadanlıq eyni vaxtda kəsmə və qaynaq tələb edən iki prosesi tamamlaya bilər. Əvvəlcə kəsmə, sonra qaynaq və ya əvvəlcə qaynaq, sonra kəsmə arasında sərbəst şəkildə keçə bilər, əlavə avadanlıqlara ehtiyac olmadan həm lazer kəsmə, həm də qaynaq funksiyalarını bir avadanlıqla həyata keçirir. Bu, tətbiq istehsalçıları üçün avadanlıq xərclərinə qənaət edir, emal səmərəliliyini və emal diapazonunu artırır. Bundan əlavə, kəsmə və qaynağın inteqrasiyası sayəsində emal dəqiqliyi tam təmin edilir və avadanlığın performansı səmərəli və sabitdir. Bundan əlavə, ultra böyük lövhələrin xüsusi qaynağı zamanı lövhələrin istilik deformasiyasının çətinliklərini və ultra uzun uçan optik yolların sabit reallaşdırılmasını dəf etmişdir. Bir anda 6 metr uzunluğunda və 1,5 metr enində iki düz lövhəni qaynaq edə bilər və qaynaqlanmış səth əlavə sonrakı emal olmadan hamar və düzdür. Eyni zamanda, ikincil yerləşdirmə olmadan bir formalaşdırma prosesində 3 metr enində, 6 metrdən çox uzunluğunda və 20 mm-dən az qalınlığında lövhələri kəsə bilər. Çin Elmlər Akademiyasının Şenyanq Avtomatlaşdırma İnstitutu IHI Korporasiyası (Yaponiya) ilə beynəlxalq əməkdaşlıq həyata keçirib. "Tətbiq, həzm, udma və yenidən innovasiya" milli elmi və texnoloji inkişaf strategiyasına uyğun olaraq, bir neçə əsas texnologiyanı aşıb.lazerlə xüsusi qaynaq, 2006-cı ilin sentyabr ayında Çinin ilk tam lazer xüsusi qaynaq istehsal xətlərini hazırladı və müstəvi və fəza əyrilərinin lazer qaynağını həyata keçirən robot lazer qaynaq sistemini uğurla inkişaf etdirdi. 2013-cü ilin oktyabr ayında Çinli bir qaynaq mütəxəssisi qaynaq sahəsində ən yüksək akademik mükafat olan Brook Mükafatını qazandı. Qaynaq İnstitutu (TWI, Böyük Britaniya) hər il 120-dən çox ölkədə 4000-dən çox üzv vahidindən namizədləri tövsiyə edir və irəli sürür və nəhayət, qaynaq və ya birləşdirmə elmi və texnologiyasına və onun sənaye tətbiqinə verdiyi görkəmli töhfələrə görə bir mütəxəssisə bu mükafatı verir. Bu mükafat yalnız Qonq Şuili və onun komandasının tanınması deyil, həm də AVIC-in material birləşdirmə texnologiyasının inkişafında rolunun təsdiqidir.
## Struktur Parametrləri
### İş Avadanlığı Optik osilator və osilator boşluğunun hər iki ucundakı güzgülər arasında yerləşdirilmiş mühitdən ibarətdir. Mühit yüksək enerjili vəziyyətə qədər həyəcanlandıqda, hər iki ucundakı güzgülər arasında irəli-geri əks olunan fazalı işıq dalğaları yaratmağa başlayır və fotoelektrik konkatenasiya effekti yaradır. Bu, işıq dalğalarını gücləndirir və kifayət qədər enerji əldə edildikdə lazer şüalanır. Lazer həmçinin elektrik enerjisi, kimyəvi enerji, istilik enerjisi, işıq enerjisi və ya nüvə enerjisi kimi ilkin enerji mənbələrini müəyyən optik tezliklərin (ultrabənövşəyi işıq, görünən işıq və ya infraqırmızı işıq) elektromaqnit şüalanma şüalarına çevirən cihaz kimi də müəyyən edilə bilər. Bu çevrilmə müəyyən bərk, maye və ya qaz halında olan mühitlərdə asanlıqla həyata keçirilə bilər. Bu mühitlər atomlar və ya molekullar şəklində həyəcanlandıqda, demək olar ki, eyni faza və demək olar ki, tək dalğa uzunluğuna malik bir işıq şüası - lazer yaradırlar. Fazalı xüsusiyyətinə və tək dalğa uzunluğuna görə, divergensiya bucağı çox kiçikdir və qaynaq, kəsmə və istilik emalı kimi funksiyaları təmin etmək üçün yüksək konsentrasiyaya uğramadan əvvəl uzun məsafəyə ötürülə bilər. ### Lazerlərin Təsnifatı Qaynaq üçün əsasən iki növ lazer istifadə olunur, yəni CO₂ lazerləri və Nd:YAG lazerləri. Həm CO₂ lazerləri, həm də Nd:YAG lazerləri çılpaq gözlə görünməyən infraqırmızı işıqdır. Nd:YAG lazerinin yaratdığı şüa əsasən 1,06μm dalğa uzunluğuna malik yaxın infraqırmızı işıqdır. İstilik keçiriciləri bu dalğa uzunluğundakı işığı nisbətən yüksək udma sürətinə malikdir və əksər metallar üçün əks etdirmə qabiliyyəti 20%-30%-dir. Yaxın infraqırmızı şüa standart optik linzalardan istifadə edərək 0,25 mm diametrə fokuslana bilər. CO₂ lazerinin şüası 10,6μm dalğa uzunluğuna malik uzaq infraqırmızı işıqdır. Əksər metalların bu tip işıq üçün əks etdirmə qabiliyyəti 80%-90% təşkil edir, buna görə də şüanı 0,75-1,0 mm diametrə fokuslamaq üçün xüsusi optik linzalar tələb olunur. Nd:YAG lazerlərinin gücü ümumiyyətlə təxminən 4000-6000 Vt-a çata bilər və maksimum güc artıq 10000 Vt-a çatıb. Bunun əksinə olaraq, CO₂ lazerlərinin gücü asanlıqla 20000 Vt və ya daha yüksək gücə çata bilər. Yüksək güclü CO₂ lazerləri açar dəliyi effekti vasitəsilə yüksək əks etdirmə problemini həll edir. İşıq ləkəsi ilə şüalandırılan material səthi əridikdə, açar dəliyi əmələ gəlir. Buxarla dolu bu açar dəliyi, düşən işığın demək olar ki, bütün enerjisini udan qara cisim kimidir. Açar dəliyinin içərisindəki tarazlıq temperaturu təxminən 25000°C-yə çatır və əks etdirmə bir neçə mikrosaniyə ərzində sürətlə azalır. CO₂ lazerlərinin inkişaf diqqəti hələ də avadanlıqların inkişafına və tədqiqatlarına yönəlsə də, artıq maksimum çıxış gücünün artırılması ilə deyil, şüa keyfiyyətinin və fokuslama performansının necə yaxşılaşdırılması ilə bağlıdır. Bundan əlavə, arqon 10 kVt-dan yuxarı gücə malik CO₂ lazer qaynağı üçün qoruyucu qaz kimi istifadə edildikdə, tez-tez güclü plazma əmələ gətirir ki, bu da nüfuzetmə dərinliyini azaldır. Buna görə də, plazma yaratmayan helium tez-tez yüksək güclü CO₂ lazer qaynağı üçün qoruyucu qaz kimi istifadə olunur. Yüksək güclü Nd:YAG kristallarını həyəcanlandırmaq üçün diod lazer kombinasiyalarının tətbiqi lazer şüalarının keyfiyyətini xeyli yaxşılaşdıracaq və daha səmərəli lazer emalı yaradacaq vacib bir tədqiqat və inkişaf mövzusudur. Yaxın infraqırmızı bölgədə lazerləri həyəcanlandırmaq və çıxarmaq üçün birbaşa diod massivlərindən istifadə orta hesabla 1 kVt gücə və təxminən 50% fotoelektrik çevrilmə səmərəliliyinə nail olmuşdur. Diodların daha uzun xidmət müddəti (10.000 saat) var ki, bu da lazer avadanlıqlarının texniki xidmət xərclərini azaltmağa kömək edir. Diodla vurulan bərk hal lazer (DPSSL) avadanlıqlarının inkişafı da irəliləyir.
Yazı vaxtı: 27 Avqust 2025
