تحليل شامل للمبادئ التقنية والمكونات الأساسية ومجالات تطبيق معدات اللحام بالليزر

 

كجزء أساسي من المعدات في تكنولوجيا التصنيع المتقدمة،معدات لحام الليزرتم دمجها بعمق في النظام الصناعي الحديث بفضل لحامها عالي الدقة وقدرات المعالجة الفعالة. ستقوم هذه المقالة بتحليل مبادئها التقنية وتكوين المكونات وسيناريوهات التطبيق بشكل منهجي وتوفير توجيهات رئيسية لاختيار المعدات.

 

أولا - المبادئ التقنية ومزايا العملية

يعمل لحام الليزر عن طريق تطبيق شعاع الليزر عالي الكثافة الطاقة على سطح قطعة العمل ، مما يسبب ذوبان المادة على الفور وتشكيل اتصال دائم. هذه التكنولوجيا لها ثلاث خصائص أساسية:

1. القدرة على التحكم الدقيق: يمكن التحكم بدقة في قطر البقعة المركزة إلى مستوى الميكرون ، مما يتيح لحام المواد الرقيقة للغاية (0.1 مم).

2. التحكم في المنطقة المتأثرة بالحرارة: تصل سرعة اللحام إلى مستوى متر في الثانية ، وكفاءة إدخال الحرارة أقل بنسبة 50% - 70٪ من اللحام التقليدي ، مما يقلل بشكل كبير من تشوه قطعة العمل.

3. التكيف مع السيناريوهات المتعددة: يدعم أنماط لحام مختلفة مثل لحام البقعة ، لحام الحلقة ، وحام الختم ، ويمكن تطبيقها على اتصال المواد المختلفة.

 

ثانياً. التحليل التقني للمكونات الأساسية

1. وحدة توليد الليزر

كجوهر إنتاج الطاقة ، يؤثر اختيار الليزر مباشرة على أداء المعدات. تتراوح قوة الليزرات الأليافية المبردة بالماء من 500 واط إلى 20 كيلوواط ، ويمكن أن تصل كفاءة التحويل الكهربائي الضوئي إلى 35٪، وهو أكثر كفاءة بنسبة 40٪ من CO التقليدية ₂ الليزر. يمكن للنماذج عالية الطاقة اختراق لوحات الفولاذ المقاوم للصدأ 25 ملم ، لتلبية احتياجات الصناعات الثقيلة مثل بناء السفن.

2. نظام التوصيل البصري

يتكون من وحدتين رئيسيتين: مجموعة عدسة التركيز وألياف النقل.

- تعتمد عدسة التركيز عملية طلاء ، مع معدل فقدان الانعكاس ≤ 0.5٪.

- قطر ألياف النقل العالمي هو 300 ميكروم - 1000 ميكروم ، ويمكن أن تصل مسافة النقل إلى 30 مترا.

هذا النظام، جنبا إلى جنب مع آلية ربط خمسة محاور، يتيح لحام على طول المسارات المكانية المعقدة.

3. نظام دعم التحكم في درجة الحرارة

يضمن المبرد المبرد بالماء المزدوج أن المكونات الأساسية في بيئة درجة حرارة ثابتة تبلغ 22 ± 0.5 درجة مئوية. وهي مجهزة بمراقبة التدفق ووظيفة تجديد المياه التلقائية ، مما يزيد من وقت العمل المستمر للمعدات إلى أكثر من 72 ساعة.

 

ثالثا - أنواع المعدات ومصفوفة التطبيقات

حاليا، تتبع المعدات السائدة في السوق أربعة طرق تقنية رئيسية:

1. المحمولة والمحمولة: يدمج مصدر الليزر أقل من 2 كيلوواط ، مناسبة للصيانة في الهواء الطلق ومعالجة الأجزاء الصغيرة.

2. نوع مسح Galvanometer: تصل سرعة اللحام إلى 200 مم / ثانية ، وتستخدم لحام دقيق للمكونات الإلكترونية.

3. نوع متكامل مع الروبوت: الذراع الروبوتي ذات المحور الستة لديه دقة تحديد الموقع المتكررة ± 0.02 مم ، مما يلبي متطلبات الأتمتة لخطوط إنتاج السيارات.

4. نظام لحام هجين: يجمع بين تقنية لحام القوس لكسر الحد من سمك لحام الليزر الواحد.

تبين بيانات تطبيقات الصناعة أن قطاع مركبات الطاقة الجديدة يمثل 38٪ من حصة السوق ، ويصل معدل وحدات بطاريات اللحام غير المعيبة في بطاريات الطاقة إلى 99.97٪. في صناعة الأجهزة الطبية، يمكن للمعدات أن تقوم باللحام غير المدمر للأدوات بحجم الميكرون مثل الدوائر الدموية.

 

رابعا - المؤشرات الرئيسية لاختيار المعدات

وينبغي التشديد في قرار الاشتراء على المعايير التالية:

1. المواد التوافق: المعادن غير الحديدية مثل سبيكة الألومنيوم تتطلب وظيفة تعديل النبض.

2. توسيع وحدة العملية: ما إذا كانت هناك واجهات محجوزة لحام أنظمة المراقبة البصرية وتتبع الجودة.

3. نسبة استهلاك الطاقة: النماذج التي تستهلك طاقة أقل من 0.3 كيلوواط · ساعة لكل متر من اللحام أكثر اقتصادية.

4. تكلفة الصيانة: يجب أن تصل عمر الخدمة للمكونات البصرية إلى أكثر من 8000 ساعة.

 

خامسا - اتجاهات تطور السوق

في عام 2024، تجاوز حجم السوق العالمية 30 مليار يوان، مع نمو الطلب في مجال الطاقة الجديدة بمعدل سنوي بنسبة 65٪. في السنوات الثلاث القادمة ، سيتم دمج الاستشعار الذكي وتقنيات التوأم الرقمي بشكل عميق مع لحام الليزر ، مما يعزز قفزة إلى الأمام في تطوير المستوى الذكي للمعدات. عند اختيار المعدات ، يجب على الشركات التركيز على التنبؤ التكنولوجي وإعطاء الأولوية لأنظمة اللحام الذكية التي تدعم بروتوكولات إنترنت الأشياء لتلبية احتياجات الإنتاج في عصر الصناعة 4.0.