Дэвшилтэт гагнуурын технологиуд гэж юу вэ?
Шинжлэх ухаан, технологийн хөгжил нь гагнуурын технологийн тасралтгүй дэвшлийг бий болгож, шинэ гагнуурын аргууд гарч ирэхэд хүргэсэн. Дэвшилтэт гагнуурын технологи гэдэг нь уламжлалт аргуудаас гадна дэвшилтэт холболтын аргуудыг хэлдэг (жишээлбэл, бамбай металл нуман гагнуур, усан доорх нуман гагнуур, уламжлалт хийн металл нуман гагнуур). Эдгээр дэвшилтэт гагнуурын аргуудын үүсэл, судалгаа нь салбар дундын интеграцийн үр дүн юм. Дэвшилтэт гагнуурын технологиуд (жишээлбэл, өндөр энергийн цацрагийн гагнуур, лазер-нуман эрлийз гагнуур, вакуум диффузийн гагнуур гэх мэт).робот гагнуур) нь электроник, эрчим хүч, автомашин, сансар судлал, цөмийн үйлдвэрлэл болон бусад салбарт хэрэглэгдэж ирсэн. Эдгээр нь тусгай материал, бүтцийг гагнахад чухал бөгөөд орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд нийгэм, технологийн дэвшлийг дэмждэг.
Дэвшилтэт материалыг гагнах нь өндөр технологийн хөгжилтэй нягт холбоотой бөгөөд өвөрмөц, орлуулшгүй үүрэг гүйцэтгэдэг. 20-р зуунд хурдацтай хөгжсөний дараа орчин үеийн үйлдвэрлэлийн чухал холбоос болох гагнуурын технологи нь 21-р зуунд гар аргаар үйлдвэрлэхээс механикжсан, автоматжуулсан, мэдээлэлд суурилсан, ухаалаг үйлдвэрлэл рүү шилжиж, боловсорсон системтэйгээр орж ирсэн. Энэ нь гагнуурын шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн салбарт шинэ эрин үеийг тэмдэглэж байна.
(1) Лазер-Нуман эрлийз гагнуур
Өндөр энергийн цацраг боловсруулах технологийг 21-р зууны хамгийн ирээдүйтэй боловсруулах технологи гэж үздэг бөгөөд "материал боловсруулах, үйлдвэрлэх технологид хувьсгалт өөрчлөлт авчирдаг" гэж үздэг бөгөөд одоогоор хамгийн хурдацтай хөгжиж, хамгийн их судлагдсан техникийн салбар юм.
Хөгжилгагнуурын тоног төхөөрөмжТом хэмжээний гагнуур гэдэг нь хоёр утгатай: нэг нь тоног төхөөрөмжийн хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх, нөгөө нь тоног төхөөрөмжөөр гагнасан эд ангиудыг томруулах явдал юм. Дэвшилтэт гагнуурын тоног төхөөрөмж, ялангуяа лазер гагнуур болон электрон цацрагийн гагнуурын тоног төхөөрөмжид нэг удаагийн хөрөнгө оруулалт их байгаа тул хүчин чадлыг нэмэгдүүлэх, нэвтрэлтийн гүнийг сайжруулах, гагнуурын процессын тогтвортой байдлыг сайжруулах нь гагнуурын зардлыг харьцангуй бууруулж, салбарт хүлээн зөвшөөрөгдөхүйц болгож байна. Тиймээс лазер дээр төвлөрсөн эрлийз гагнуурын технологи анхаарал татаж байна. Үнэндээ лазер-нуман эрлийз гагнуурыг 1970-аад оны үед санал болгосон боловч тогтвортой үйлдвэрлэлийн хэрэглээ нь сүүлийн жилүүдэд л гарч ирсэн бөгөөд голчлон лазер технологи, нуман гагнуурын тоног төхөөрөмжийн хөгжил, ялангуяа лазерын хүч болон нуман хяналтын технологийг сайжруулахаас ашиг хүртсэн. Лазер-нуман эрлийз нь голчлон лазерыг вольфрамын инертийн хий (TIG) нум, плазмын нум, идэвхтэй нумтай хослуулахыг хамардаг. Лазер болон нумын харилцан үйлчлэлээр дамжуулан гагнуурын арга бүрийн дутагдлыг арилгаж, сайн эрлийз эффектийг бий болгодог.
Лазер-нуман эрлийз гагнуур нь гагнуурын үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулдаг бөгөөд энэ нь голчлон хоёр нөлөөнд суурилдаг: нэгдүгээрт, өндөр энергийн нягтрал нь гагнуурын хурдыг нэмэгдүүлж, ажлын хэсгийн дулааны алдагдлыг бууруулдаг; хоёрдугаарт, хоёр дулааны эх үүсвэрийн харилцан үйлчлэлийн суперпозицийн нөлөө. Ган гагнах үед лазер плазм нь нумыг тогтворжуулдаг; үүний зэрэгцээ нум нь хайлсан цөөрмийн түлхүүрийн нүхэнд орж, энергийн алдагдлыг бууруулдаг. Лазер болон TIG-ийн хослол нь гагнуурын хурдыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой бөгөөд энэ нь TIG гагнуураас хоёр дахин их юм. Вольфрамын электродын элэгдэл нь мөн мэдэгдэхүйц буурч, ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлдэг; ховилын өнцөг нь мөн мэдэгдэхүйц буурч болох бөгөөд гагнуурын хөндлөн огтлолын талбай нь лазер гагнуурынхтай төстэй юм. Лазер-дан нуман эрлийз гагнууртай харьцуулахад лазер-давхар нуман эрлийз гагнуур нь гагнуурын дулааны оролтыг 25% -иар бууруулж, гагнуурын хурдыг 30% орчим нэмэгдүүлдэг.
Лазер-нуман (эсвэл плазмын нуман) эрлийз гагнуурын гол давуу талууд нь гагнуурын хурд болон нэвтрэлтийн гүнийг сайжруулдаг явдал юм. Нуман халаалтын улмаас металлын температур нэмэгдэж, металлын лазерт ойх чадварыг бууруулж, гэрлийн энергийг шингээх чадварыг нэмэгдүүлдэг. Энэ аргыг бага чадлын CO₂ лазер гагнуур, түүнчлэн 12кВт-ын CO₂ лазер гагнуур болон 2кВт-ын оптик шилэн дамжуулалттай YAG лазер дээр туршиж үзсэн бөгөөд робот лазер-нуман (эсвэл плазмын нуман) эрлийз гагнуурын үндэс суурийг тавьсан. Сүүлийн жилүүдэд лазер-нуман эрлийзээс үүссэн эрлийз гагнуурын технологи мэдэгдэхүйц хөгжлийг бий болгож, сансар судлал, цэргийн болон бусад салбарын нарийн төвөгтэй эд ангиудад хэрэглэх нь улам бүр анхаарал татаж байна. Одоогийн байдлаар өндөр энергийн цацрагийг өөр өөр нумтай хослуулсан эрлийз гагнуурын технологи нь өндөр энергийн цацрагийн гагнуурын салбарын халуун цэгүүдийн нэг болжээ.
(2) Үрэлтийн хутгагч гагнуур
Үрэлтийн хутгах гагнуур (FSW) нь 1990-ээд оны эхээр Их Британийн Гагнуурын Хүрээлэн (TWI)-ийн боловсруулсан патентлагдсан гагнуурын технологи юм. Энэ нь хайлуулах гагнуурын аргыг ашиглан гагнахад хэцүү өнгөт бус металлыг гагнаж чаддаг.
Үрэлтийн хутгах гагнуур нь холбох процессыг хялбаршуулсан, гагнасан үе дэх нарийн ширхэгтэй, ядрах чадвар сайтай, суналтын чадвар сайтай, нугалах чадвар сайтай, утас эсвэл хамгаалалтын хий гагнах шаардлагагүй, нуман гэрэл байхгүй, гагнуурын дараа үлдэгдэл стресс болон деформаци багатай зэрэг давуу талуудтай. Үүнийг Европ, Америкийн хөгжингүй орнуудын сансар судлалын салбарт хэрэглэж ирсэн бөгөөд бага температурт ажилладаг хөнгөн цагаан хайлш нимгэн ханатай даралтын савыг гагнах, уртааш гагнуурын шулуун өгзөгний холболт болон дугуй гагнуурын тойргийн өгзөгний холболтыг гүйцээх зэрэгт амжилттай ашиглаж ирсэн. Энэхүү технологийг шинэ тээврийн хэрэгслийн шинэ бүтцийн дизайнд нэвтрүүлж, сансар судлал, тээвэр, автомашины үйлдвэрлэл болон бусад үйлдвэрлэлийн салбарт хэрэгжүүлсэн.
(3) Вакуум диффузийн гагнуур
Дэвшилтэт материалын тасралтгүй гарч ирэх нь холбох технологид шинэ сорилтуудыг бий болгож байна. Халуунд тэсвэртэй хайлш, өндөр технологийн керамик, металл хоорондын нэгдэл, нийлмэл материал зэрэг олон шинэ материалыг холбох, ялангуяа өөр өөр материалыг холбох нь уламжлалт хайлуулах гагнуурын аргыг ашиглан хийхэд хэцүү тул хатуу төлөвт диффузийн холбоо болон бусад технологиуд гарч ирсэн. Жишээлбэл, суперпластик хэлбэржүүлэх-диффузийн гагнуурын технологийг онгоцны титан хайлшийн зөгийн үүрний бүтцэд амжилттай хэрэгжүүлсэн. Керамик болон металлыг диффузийн гагнуураар холбож болно; түр зуурын шингэн фазын диффузийн гагнуурын технологийг хэрэглэснээр хатуу материалын холбох олон хэцүү асуудлыг шийдвэрлэсэн бөгөөд үүнийг ...хайлуулах гагнуурөнгөрсөн хугацаанд.
Хатуу төлөвт холболтыг хоёр ангилалд хувааж болно. Нэг нь бага температур, өндөр даралт, богино хугацаатай холболтын арга бөгөөд энэ нь ажлын хэсгийн гадаргуутай нягт холбоо барих, орон нутгийн хуванцар деформацийн замаар исэлдсэн хальс хагарахад хүргэдэг. Хуванцар деформаци нь холболтыг үүсгэхэд давамгайлсан хүчин зүйл юм. Ийм холболтын аргууд нь дараахь зүйлийг агуулдаг.үрэлтийн гагнуур, тэсрэх гагнуур, хүйтэн даралттай гагнуур, халуун даралттай гагнуур зэрэг нь ихэвчлэн даралтын гагнуур гэж нэрлэгддэг. Нөгөө нь өндөр температур, нам даралттай, харьцангуй удаан хугацаагаар хийгддэг диффузийн холболтын арга бөгөөд ерөнхийдөө хамгаалалтын агаар мандал эсвэл вакуумд хийгддэг. Энэхүү холбох арга нь зөвхөн хамгийн бага хуванцар деформаци үүсгэдэг бөгөөд интерфэйсийн диффуз нь холболтыг үүсгэхэд давамгайлсан хүчин зүйл болдог. Ийм холбох аргуудад голчлон вакуум диффузийн гагнуур, түр зуурын шингэн фазын диффузийн гагнуур, халуун изостатик шахалтын диффузийн гагнуур, суперпластик хэлбэржүүлэх-диффузийн гагнуур зэрэг диффузийн гагнуур орно.
Дэвшилтэт гагнуурын арга, шинэ процессууд тасралтгүй гарч ирснээс гадна (дээрх нь цөөн хэдэн жишээ) янз бүрийн гагнуурын аргуудын механикжуулалт, автоматжуулалтын түвшин байнга сайжирч байна. Цахим технологи, мэдрэгч технологи, компьютер, хяналтын технологийн дэвшил нь гагнуурын салбарын хөгжлийг ихээхэн дэмжиж, гагнуурын автоматжуулалтыг ухаалаг удирдлага руу чиглүүлж байна. Ялангуяа гагнуурын роботуудыг өргөн хүрээнд нэвтрүүлснээр гагнуурын уламжлалт хатуу автоматжуулалтын горимыг эвдэж, гагнуурын уян хатан автоматжуулалтын шинэ горимыг нээж, гагнуурын технологийн хөгжлийн өргөн хүрээг нээж өгсөн. Гагнуур нь орчин үеийн үйлдвэрлэлд зайлшгүй шаардлагатай боловсруулах арга болсон. Түүнчлэн шинжлэх ухаан, технологийн дэвшил, нийгэм, эдийн засгийн хөгжлийн хамт дэвшилтэт гагнуур/холболтын хэрэглээний салбарууд өргөжин тэлэх болно.
(4) Автоматжуулсан болон ухаалаг гагнуур
Механикжуулалт ба автоматжуулалт нь гагнуурын бүтээмжийг сайжруулах, бүтээгдэхүүний чанарыг хангах, ажлын нөхцлийг сайжруулах чухал хэрэгсэл юм. Гагнуурын үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт нь гагнуурын технологийн ирээдүйн хөгжлийн чиглэл юм. Гагнуурын үйлдвэрлэлийн үр ашиг, чанарыг сайжруулах нь зөвхөн гагнуурын процессын үүднээс тодорхой хязгаарлалттай байдаг. Электрон цацраг гагнуур, лазер гагнуур, үрэлтийн хутгагч гагнуур зэрэг гагнуур/холбох аргууд нь ховилын геометр болон угсралтын чанарт хатуу шаардлага тавьдаг. Автомат гагнуурын дараа гагнасан бүтэц бүхэлдээ цэвэрхэн, нарийвчлалтай, үзэсгэлэнтэй болж, өнгөрсөн үеийн гагнуурын цехүүдэд гар ажиллагаатай байсан урвуу үзэгдлийг өөрчилдөг.
Орчин үеийн үйлдвэрлэлийн технологи болон шинээр гарч ирж буй технологийн салбарын хөгжлийн чухал бэлгэдлийн нэг болох роботууд нь өндөр технологийн салбарын янз бүрийн салбарт чухал нөлөө үзүүлсэн. Гагнуурын үйлдвэрлэлийн процессын нарийн төвөгтэй байдал, гагнуурын чанарт тавигдах хатуу шаардлага, гагнуурын технологийн түвшин болон ажлын нөхцөл нь ихэвчлэн муу байдагтай хослуулан гагнуурын процессыг автоматжуулж, ухаалаг болгох боломжтой гагнуурын процессыг онцгой анхаарал хандуулахад хүргэдэг. Одоогийн байдлаар дэлхий даяарх роботуудын 30-40% нь гагнуурын технологид ашиглагдаж байна. Гагнуурын роботуудыг анх автомашины үйлдвэрлэлийн цэгэн гагнуурын үйлдвэрлэлийн шугамд ихэвчлэн ашигладаг байсан бөгөөд сүүлийн жилүүдэд аажмаар бусад үйлдвэрлэлийн салбарт өргөжиж байна.
Хөгжлийн эхний чиглэлухаалаг гагнуурнь харааны систем юм. Одоогоор боловсруулсан харааны системүүд нь роботуудад гагнуурын явцад тодорхой нөхцөлд тохируулан бамбар хөдөлгөөний траекторыг автоматаар өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд зарим нь ховилын хэмжээгээр үйл явцын параметрүүдийг цаг тухайд нь тохируулах боломжтой.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 8-р сарын 20
