Þróunarsaga leysissuðu

Suðuaðferðir fyrir ör- og smáhluti. Leysisuðun er skilvirk og nákvæm suðuaðferð sem notar leysigeisla með mikilli orkuþéttleika sem hitagjafa. Þetta er ein mikilvægasta notkun leysisvinnslutækni. Á áttunda áratugnum var hún aðallega notuð til að suða þunnveggja efni og lághraðasuðu, og suðuferlið tilheyrði varmaleiðni. Nánar tiltekið hitar leysigeislun yfirborð vinnustykkisins og hitinn á yfirborðinu dreifist inn á við í gegnum varmaleiðni. Með því að stjórna breytum eins og breidd, orku, hámarksafli og endurtekningartíðni leysipúlsa er vinnustykkið brætt til að mynda ákveðna bráðna poll. Vegna einstakra kosta hefur hún verið notuð með góðum árangri í...Nákvæm suðu á ör- og smáhlutum.Kínversk leysisuðutækni er meðal þeirra háþróuðu í heiminum. Hún býr yfir þeirri tækni og getu sem þarf til að mynda flókna títanblöndu íhluti sem eru yfir 12 fermetrar að stærð með leysi og hefur verið notuð í frumgerða- og vöruframleiðslu fjölmargra rannsóknarverkefna innanlands í flugi. Í október 2013 vann kínverskur suðusérfræðingur Brook-verðlaunin, hæstu fræðiverðlaun á sviði suðu, sem staðfesti leysisuðugetu Kína í heimsklassa.

## Þróunarsaga Fyrsti leysigeislinn í heimi var myndaður árið 1960 með því að örva rúbínkristöll með blikklampa. Takmarkað af varmagetu kristalsins gat hann aðeins framleitt mjög stutta púlsgeisla með lágri tíðni. Þó að augnabliksorku púlsins gæti náð allt að 10^6 vöttum, þá var afköstin samt lágorku. Neodymium-dópuð yttrium ál granat (Nd:YAG) kristalstöng, með neodymium (Nd) sem örvunarþátt, getur myndað samfelldan einnar bylgjulengdar leysigeisla með afli upp á 1-8 kW. YAG leysirinn, með bylgjulengd upp á 1,06 μm, er hægt að tengja við leysigeislahausinn með sveigjanlegum ljósleiðara, sem býður upp á sveigjanlega búnaðaruppsetningu og hentar til að suða vinnustykki með þykkt upp á 0,5-6 mm. CO₂ leysirinn, sem notar koltvísýring sem örvunarefni (með bylgjulengd 10,6 μm), getur náð allt að 25 kW afkastagetu og framkvæmt einhliða suðu á 2 mm þykkum plötum. Hann hefur verið mikið notaður í málmvinnslu í iðnaði. Um miðjan níunda áratuginn vakti leysisuðu, sem ný tækni, mikla athygli í Evrópu, Bandaríkjunum og Japan. Árið 1985 unnu ThyssenKrupp Steel AG (Þýskaland) og Volkswagen AG (Þýskaland) saman að því að innleiða fyrsta leysisuðu eyðublaðið í heiminum á yfirbyggingu Audi 100. Á tíunda áratugnum fóru helstu bílaframleiðendur í Evrópu, Norður-Ameríku og Japan að nota leysisuðu eyðublaðatækni víða í framleiðslu á bílum. Hagnýt reynsla bæði frá rannsóknarstofum og bílaframleiðendum hefur sannað að leysisuðu eyðublöð geta verið notuð með góðum árangri í framleiðslu á bílum. Leysigeislasuðu notar leysigeislaorku til að sjálfvirkt skeyta og suða saman ýmis stál, ryðfrítt stál, álblöndur o.s.frv., með mismunandi efnum, þykktum og húðunum í samþætta plötu, prófíl eða samlokuplötu. Þetta uppfyllir mismunandi kröfur um efnisafköst íhluta og nær léttum búnaði með sem minnstum þyngd, bestu uppbyggingu og bestu afköstum. Í þróuðum löndum eins og Evrópu og Bandaríkjunum,leysis-sniðsuðuer ekki aðeins notað í framleiðslu flutningatækja heldur einnig mikið notað á sviðum eins og byggingariðnaði, brúm, framleiðslu á plötusuðu fyrir heimilistækja og suðu á stálplötum í völsunarlínum (plötutenging í samfelldri völsun). Meðal heimsþekktra leysisuðufyrirtækja eru Soudonic (Sviss), ArcelorMittal Group (Frakkland), ThyssenKrupp TWB (Þýskaland), Servo-Robot (Kanada) og Precitec (Þýskaland). Notkun leysisuðuðra efnisþátta í Kína er rétt að hefjast. Þann 25. október 2002 var fyrsta faglega framleiðslulína Kína fyrir leysisuðuð efni formlega tekin í notkun. Hún var kynnt af Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding frá ThyssenKrupp TWB (Þýskalandi). Síðar voru Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd. og önnur fyrirtæki sett í framleiðslu. Árið 2003 kynntu erlend ríki tvöfalda geisla CO₂ leysisfyllivírsuðu ogYAG leysir fyllivírsuðufyrir neðri veggplötubyggingu A318 álfelgunnar. Þessi tækni kom í stað hefðbundinnar nítingarbyggingar, sem minnkaði þyngd flugvélaskrokksins um 20% og sparaði 20% af kostnaði. Gong Shuili trúði því að leysisuðutækni myndi gegna mikilvægu hlutverki í umbreytingu og uppfærslu á hefðbundnum flugiðnaði í Kína. Hann sótti strax um fjölda skyldra forrannsóknarverkefna, skipulagði rannsóknarteymi og tók forystu í að kynna „tvöföld geislasuðu“ tækni í rannsóknarverkefnum í Kína. Frá upphafi ætlaði hann að beita þessari tækni í flugvélaframleiðslu. Kínverska sérfræðingateymið tilkynnti forkeppnistæknina til hönnunarstofnunar flugvéla og kynnti kosti og hagkvæmni tvígeislasuðu. Eftir margar sannprófanir og mat ákvað hönnunarstofnunin að beita þessari tækni við framleiðslu á rifnum veggplötum fyrir ákveðna flugvél og náði þannig upphaflega markmiðinu um að beita „tvöföldum geislasuðu“ tækni í flugvélaframleiðslu. Það braut í gegnum lykiltækni eins og nákvæma stjórnun á leysisveiðiþráði fyrir léttar málmblöndur, þróaði samþættan og nýstárlegan tvígeisla leysisveiðiþráðarblendingssuðubúnað, setti á laggirnar fyrsta öfluga tvígeisla leysisveiðiþráðarsuðupall Kína, innleiddi tvígeisla og tvíhliða samstillta suðu á T-samskeytum í stórum þunnveggja mannvirkjum og beitti því með góðum árangri við suðuframleiðslu lykilhluta í rifjaðri veggplötum fyrir flugvélar í fyrsta skipti, og lék mikilvægt hlutverk í þróun nýrra flugvéla í Kína. Árið 2003 stóðst fyrsta innlenda stórfellda nettengda ræmusveiðitækið frá HG Laser samþykki án nettengingar. Þessi búnaður samþættir leysiskurð, suðu og hitameðferð, sem gerir HG Laser að einu fjórða fyrirtæki í heiminum sem getur framleitt slíkan búnað. Árið 2004 vann verkefnið „Háaflsleysiskurður, suðu og sameinuð skurð-suðuvinnslutækni og búnaður“ eftir HG Laser Farley Laserlab önnur verðlaun í National Science and Technology Progress Award, sem gerir það að eina leysigeislafyrirtækinu í Kína með rannsóknar- og þróunargetu þessarar tækni og búnaðar. Með hraðri þróun iðnaðarlaseriðnaðarins hefur markaðurinn gert meiri kröfur um leysivinnslutækni. Leysitækni hefur smám saman færst frá einni notkun yfir í fjölbreyttari notkun. Hvað varðar leysivinnslu er hún ekki lengur takmörkuð við eina skurð eða suðu. Eftirspurn markaðarins eftir samþættum leysivinnslubúnaði sem sameinar skurð og suðu er að aukast og því hefur samþættur leysiskurðar- og suðubúnaður komið fram. HG Laser Farley Laserlab þróaði Walc9030 samþætta skurðar- og suðuvélina, með afar stóru sniði upp á 9 × 3 metra, sem er nú stærsti samþætti leysiskurðar- og suðubúnaður heims. Walc9030 er stórsniðs skurðar- og suðubúnaður sem samþættir ...leysiskurður og leysisuðuaðgerðirÞað er búið faglegum skurðarhaus og suðuhaus, og vinnsluhausarnir tveir deila einum geisla. Töluleg stýritækni tryggir að þeir trufli ekki hvor annan. Búnaðurinn getur lokið tveimur ferlum sem krefjast skurðar og suðu samtímis. Hann getur skipt frjálslega á milli þess að skera fyrst og síðan suðu, eða suðu fyrst og síðan skurð, sem gerir bæði leysiskurðar- og suðuaðgerðir mögulegar með einum búnaði án þess að þörf sé á viðbótarbúnaði. Þetta sparar búnaðarkostnað fyrir framleiðendur forrita, bætir vinnsluhagkvæmni og vinnslusvið. Ennfremur, vegna samþættingar skurðar og suðu, er nákvæmni vinnslunnar að fullu tryggð og afköst búnaðarins eru skilvirk og stöðug. Að auki hefur það sigrast á erfiðleikum við varmaaflögun platna við sniðsuðu á ofurstórum plötum og stöðugri útfærslu á ofurlöngum fljúgandi ljósleiðum. Það getur soðið tvær flatar plötur sem eru 6 metrar að lengd og 1,5 metrar að breidd í einu, og soðna yfirborðið er slétt og flatt án viðbótar eftirvinnslu. Á sama tíma getur það skorið plötur sem eru 3 metrar að breidd, meira en 6 metrar að lengd og minna en 20 mm að þykkt í einni mótunarferli án þess að þurfa að setja þær aftur. Sjálfvirknistofnun Shenyang, kínverska vísindaakademían, átti í alþjóðlegu samstarfi við IHI Corporation (Japan). Í kjölfar þjóðlegrar vísinda- og tækniþróunarstefnu um „innleiðingu, meltingu, frásog og endurnýjun“ sigraði hún nokkrar lykiltækniþróanir.leysis-sniðsuðu, þróaði fyrstu heildarframleiðslulínur Kína fyrir leysissuðu í september 2006 og þróaði með góðum árangri sjálfvirkt leysissuðukerfi, sem framkvæmir leysissuðu á flatar og rúmfræðilegar ferlar. Í október 2013 vann kínverskur suðusérfræðingur Brook-verðlaunin, hæstu fræðiverðlaun á sviði suðu. Suðustofnunin (TWI, Bretlandi) mælir með og tilnefnir frambjóðendur ár hvert frá meira en 4.000 aðildareiningum í yfir 120 löndum og veitir að lokum þessi verðlaun einum sérfræðingi sem viðurkenningu fyrir framúrskarandi framlag þeirra til vísinda og tækni suðu eða samskeyta og iðnaðarnotkunar þeirra. Þessi verðlaun eru ekki aðeins viðurkenning á Gong Shuili og teymi hans heldur einnig staðfesting á hlutverki AVIC í að efla framfarir í tækni fyrir samskeyti efnis.

## Byggingarbreytur

### Vinnubúnaður Hann er samsettur úr ljósleiðara og miðli sem er staðsettur á milli speglanna í báðum endum sveifluholsins. Þegar miðillinn er örvaður í háorkuástand byrjar hann að mynda ljósbylgjur í fasa, sem endurkastast fram og til baka á milli speglanna í báðum endum og mynda ljósrafseguláhrif. Þetta magnar ljósbylgjurnar og þegar næg orka er fengin er leysirinn sendur frá sér. Leysir er einnig hægt að skilgreina sem tæki sem breytir frumorkugjöfum eins og raforku, efnaorku, varmaorku, ljósorku eða kjarnorku í rafsegulgeisla með ákveðinni ljóstíðni (útfjólublátt ljós, sýnilegt ljós eða innrautt ljós). Þessa umbreytingu er auðvelt að framkvæma í ákveðnum föstum, fljótandi eða loftkenndum miðlum. Þegar þessir miðlar eru örvaðir í formi atóma eða sameinda framleiða þeir ljósgeisla með næstum sama fasa og næstum einni bylgjulengd - leysir. Vegna eiginleika síns í fasa og einnar bylgjulengdar er frávikshornið mjög lítið og það getur borist yfir langa vegalengd áður en það er mjög einbeitt til að veita aðgerðir eins og suðu, skurð og hitameðferð. ### Flokkun leysigeisla Það eru aðallega tvær gerðir af leysigeislum sem notaðir eru til suðu, þ.e. CO₂ leysir og Nd:YAG leysir. Bæði CO₂ leysir og Nd:YAG leysir eru ósýnilegt innrautt ljós berum augum. Geislinn sem Nd:YAG leysirinn myndar er aðallega nær-innrautt ljós með bylgjulengd 1,06 μm. Varmaleiðarar hafa tiltölulega hátt ljósgleypnihlutfall fyrir þessa bylgjulengd og fyrir flesta málma er endurskinið 20%-30%. Hægt er að einbeita nær-innrauða geislanum að 0,25 mm þvermáli með venjulegum ljósleiðaralinsum. Geislinn frá CO₂ leysinum er fjar-innrautt ljós með bylgjulengd 10,6 μm. Flestir málmar hafa 80%-90% endurskin fyrir þessa tegund ljóss, þannig að sérstakar ljósleiðaralinsur eru nauðsynlegar til að einbeita geislanum að 0,75-1,0 mm þvermáli. Afl Nd:YAG leysigeisla getur almennt náð um 4.000-6.000W og hámarksafl hefur nú náð 10.000W. Aftur á móti getur afl CO₂ leysigeisla auðveldlega náð 20.000W eða jafnvel meira. Öflugir CO₂ leysir leysa vandamálið með mikla endurskinshæfni með lykilgatáhrifum. Þegar yfirborð efnisins sem ljósbletturinn geislar á bráðnar myndast lykilgat. Þetta lykilgat, fyllt með gufu, er eins og svartur hlutur sem gleypir næstum alla orku innfallandi ljóss. Jafnvægishitastigið inni í lykilgatinu nær um 25.000°C og endurskinshæfni minnkar hratt á nokkrum míkrósekúndum. Þó að þróunaráherslan á CO₂ leysigeislum sé enn áherslan á þróun og rannsóknir á búnaði, snýst það ekki lengur um að auka hámarksafl, heldur um hvernig bæta megi gæði geislans og fókusunargetu hans. Þar að auki, þegar argon er notað sem hlífðargas fyrir CO₂ leysisveiflu með afli yfir 10 kW, veldur það oft sterkri plasmamyndun, sem dregur úr gegnumbrotsdýpt. Þess vegna er helíum, sem myndar ekki plasma, oft notað sem hlífðargas fyrir öfluga CO₂ leysisveiflu. Notkun díóðuleysirsamsetninga til að örva öfluga Nd:YAG kristalla er mikilvægt rannsóknar- og þróunarefni, sem mun bæta gæði leysigeisla til muna og skapa skilvirkari leysivinnslu. Notkun beinna díóðufylkinga til að örva og gefa frá sér leysigeisla á nær-innrauða svæðinu hefur náð meðalafli upp á 1 kW og ljósvirkni upp á næstum 50%. Díóður hafa einnig lengri endingartíma (10.000 klukkustundir), sem hjálpar til við að draga úr viðhaldskostnaði leysibúnaðar. Þróun díóðudælubúnaðar fyrir fastaefnisleysi (DPSSL) er einnig að þróast.