Што се напредни технологии за заварување?
Развојот на науката и технологијата доведе до континуиран напредок во технологијата на заварување, што доведе до појава на нови методи на заварување. Напредните технологии за заварување се однесуваат на напредни методи на спојување надвор од конвенционалните (како што се заварување со заштитен метален лак, заварување со потопен лак и конвенционално заварување со гасен метален лак). Појавата и истражувањето на овие напредни методи на заварување се резултат на интердисциплинарната интеграција. Напредни технологии за заварување (на пр., заварување со високоенергетски зрак, хибридно заварување со ласерски лак, заварување со вакуумска дифузија ироботско заварување) се применуваат во електрониката, енергетиката, автомобилската, воздухопловната, нуклеарната индустрија и други сектори. Тие играат клучна и незаменлива улога во заварувањето на специјални материјали и конструкции, промовирајќи го општествениот и технолошкиот напредок.
Заварувањето на напредни материјали е тесно поврзано со развојот на високата технологија и има уникатни и незаменливи функции. По брзиот развој во 20 век, технологијата за заварување, како важна алка во модерната индустрија, влезе во 21 век со зрел систем, преминувајќи од рачно производство кон механизирано, автоматизирано, информациско-базирано и интелигентно производство. Ова означува нова ера во науката и инженерството за заварување.
(1) Хибридно заварување со ласерски лак
Технологијата за обработка со високоенергетски зраци е прогласена за најперспективна технологија за обработка во 21 век, за која се верува дека „донесува револуционерни промени во технологијата за обработка на материјали и производство“ и во моментов е најбрзо растечката и најистражуваната техничка област.
Развојот наопрема за заварувањеКон големи размери има две значења: едното е зголемување на моќноста на опремата, а другото е зголемување на деловите заварени од опремата. Поради големите еднократни инвестиции во напредна опрема за заварување, особено опрема за ласерско заварување и заварување со електронски сноп, зголемувањето на моќноста, подобрувањето на длабочината на пенетрација и стабилноста на процесот на заварување може релативно да ги намалат трошоците за заварување, што ја прави прифатлива за индустријата. Затоа, технологијата за хибридно заварување фокусирана на ласери привлече внимание. Всушност, ласерско-лачно хибридно заварување беше предложено уште во 1970-тите, но стабилни индустриски апликации се појавија дури во последниве години, главно имајќи корист од развојот на ласерската технологија и опремата за лачно заварување, особено подобрувањето на ласерската моќност и технологијата за контрола на лакот. Ласерско-лачниот хибрид главно вклучува комбинација на ласер со лак од волфрамски инертен гас (TIG), плазма лак и активен лак. Преку интеракцијата помеѓу ласерот и лакот, недостатоците на секој метод на заварување можат да се надминат, што резултира со добар хибриден ефект.
Ласерско-лачно хибридно заварување значително ја подобрува ефикасноста на заварувањето, главно врз основа на два ефекта: прво, високата густина на енергија доведува до поголема брзина на заварување и намалена загуба на топлина на обработениот дел; второ, ефектот на суперпозиција на интеракцијата помеѓу двата извори на топлина. При заварување на челик, ласерската плазма го стабилизира лакот; во исто време, лакот влегува во клучалката на стопениот базен, намалувајќи ја загубата на енергија. Комбинацијата на ласер и TIG може значително да ја зголеми брзината на заварување, околу двојно поголема од TIG заварувањето. Абењето на волфрамската електрода е исто така значително намалено, зголемувајќи го нејзиниот век на траење; аголот на жлебот исто така може значително да се намали, а површината на пресекот на заварувањето е слична на онаа на ласерското заварување. Во споредба со ласерско-еднолачно хибридно заварување, ласерско-дволачно хибридно заварување може да го намали влезот на топлина за заварување за 25% и да ја зголеми брзината на заварување за околу 30%.
Главните предности на ласерско-лакното (или плазма лакното) хибридно заварување се подобрената брзина на заварување и длабочината на пенетрација. Поради загревањето на лакот, температурата на металот се зголемува, намалувајќи ја рефлективноста на металот кон ласерот и зголемувајќи ја апсорпцијата на светлосната енергија. Овој метод е тестиран на CO₂ ласерско заварување со ниска моќност, како и на CO₂ ласерско заварување од 12kW и 2kW YAG ласери со оптички влакна, поставувајќи ја основата за роботско ласерско-лакно (или плазма лакно) хибридно заварување. Во последниве години, технологијата на хибридно заварување родена од ласерско-лакниот хибрид постигна значителен развој, а нејзината примена во сложени компоненти во воздухопловството, војската и другите сектори добива сè поголемо внимание. Во моментов, технологијата на хибридно заварување што комбинира високоенергетски зраци со различни лаци стана една од жариштата во областа на високоенергетското заварување со зраци.
(2) Заварување со триење и мешање
Заварувањето со триење и мешање (FSW) е патентирана технологија за заварување развиена од Институтот за заварување (TWI) на Обединетото Кралство во раните 1990-ти. Со неа може да се заваруваат обоени метали кои тешко се заваруваат со употреба на методи на фузионо заварување.
Заварувањето со триење и мешање има предности како што се едноставен процес на спојување, фини зрна во заварениот спој, добри перформанси на замор, перформанси на истегнување и свиткување, нема потреба од заварување жици или заштитени гасови, нема лачно светло и низок преостанат стрес и деформација по заварувањето. Се применува во воздухопловната индустрија на развиените земји во Европа и Америка и успешно се користи во заварувањето на садови под притисок со тенки ѕидови од алуминиумска легура кои работат на ниски температури, завршувајќи го правиот челен спој на надолжните завари и периферниот челен спој на кружните завари. Оваа технологија е усвоена во новиот структурен дизајн на нови возила и се применува во воздухопловството, транспортот, автомобилската индустрија и други индустриски сектори.
(3) Вакуумско дифузно заварување
Континуираната појава на напредни материјали претставува нови предизвици за технологиите за спојување. Спојувањето на многу нови материјали, како што се легури отпорни на топлина, високотехнолошка керамика, интерметални соединенија и композитни материјали, особено спојувањето на различни материјали, е тешко да се постигне со употреба на конвенционални методи на фузионо заварување, па затоа се појавија технологии за дифузно поврзување во цврста состојба и други технологии. На пример, технологијата на суперпластично обликување-дифузија на заварување е успешно применета во структурите на авиони од легура на титаниум. Керамиката и металите можат да се спојат со дифузно заварување; примената на технологијата на минливо дифузно заварување во течна фаза реши многу тешки проблеми со спојување на тврди материјали кои не можеа да се решат со...фузиско заварувањево минатото.
Спојувањето во цврста состојба може да се подели во две категории. Едната е метод на спојување со ниска температура, висок притисок и кратко време, што овозможува близок контакт на површината на обработуваниот дел и кинење на оксидниот филм преку локална пластична деформација. Пластичната деформација е доминантен фактор во формирањето на спојот. Ваквите методи на спојување вклучувааттриење заварување, експлозивно заварување, заварување под ладен притисок и заварување под топол притисок, кои обично се нарекуваат заварување под притисок. Другиот е методот на дифузно лепење со висока температура, низок притисок и релативно долго време, генерално се изведува во заштитна атмосфера или вакуум. Овој метод на спојување произведува само минимална пластична деформација, а дифузијата на интерфејсот е доминантен фактор во формирањето на спојот. Ваквите методи на спојување главно вклучуваат дифузно заварување, како што се вакуумско дифузно заварување, минливо дифузно заварување со течна фаза, топло изостатично дифузно заварување со притискање и суперпластично заварување со обликување-дифузија.
Покрај континуираната појава на напредни методи на заварување и нови процеси (гореспоменатите се само неколку примери), нивото на механизација и автоматизација на различните методи на заварување постојано се подобрува. Напредокот на електронската технологија, технологијата на сензори, компјутерската и контролната технологија во голема мера го промовираше развојот на дисциплината за заварување, правејќи автоматизацијата на заварувањето да се движи кон интелигентна контрола. Особено, воведувањето на роботи за заварување во голем обем го проби традиционалниот ригиден автоматизиран режим на заварување, отвори нов режим на флексибилна автоматизација во заварувањето и обезбеди поширок простор за развој на технологијата на заварување. Заварувањето стана неопходен метод на обработка во современото производство. Покрај тоа, со напредокот на науката и технологијата и социјалниот и економскиот развој, полињата на примена на напредното заварување/спојување ќе продолжат да се шират.
(4) Автоматизирано и интелигентно заварување
Механизацијата и автоматизацијата се важни средства за подобрување на продуктивноста на заварувањето, обезбедување на квалитет на производот и подобрување на условите за работа. Автоматизацијата на производството на заварување е идната насока на развој на технологијата за заварување. Подобрувањето на ефикасноста и квалитетот на производството на заварување има одредени ограничувања само од перспектива на процесите на заварување. Методите на заварување/спојување, како што се заварување со електронски сноп, ласерско заварување и заварување со триење и мешање, имаат строги барања за геометријата на жлебот и квалитетот на склопувањето. По автоматското заварување, целата заварена структура е уредна, прецизна и убава, менувајќи го обратниот феномен на рачно работење во работилниците за заварување во минатото.
Како еден од важните симболи на развојот на модерната производствена технологија и технолошката индустрија во развој, роботите имаат значајно влијание врз различни области на високотехнолошките индустрии. Сложеноста на производствените процеси на заварување и строгите барања за квалитет на заварувањето, заедно со често лошото ниво на технологијата на заварување и условите за работа, ги прават процесите на заварување што можат да го автоматизираат и интелигентизираат процесот на заварување да добијат посебно внимание. Во моментов, 30% до 40% од роботите ширум светот се користат во технологијата на заварување. Роботите за заварување првично се применуваа главно во производствените линии за точкесто заварување во автомобилската индустрија, а во последниве години постепено се проширија и во други производствени области.
Првиот фокус на развојот наинтелигентно заварувањее визуелниот систем. Моментално развиените системи за визуелизација можат да им овозможат на роботите автоматски да ја модифицираат траекторијата на движење на факелот според специфичните услови за време на заварувањето, а некои можат навремено да ги прилагодат параметрите на процесот според големината на жлебот.
Време на објавување: 20 август 2025 година
