تطبيق اللحام بالليزر عالي الطاقة

---

تشمل أنواع الليزر الصناعية الشائعة ليزر الحالة الصلبة، وليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الألياف. مع التقدم المستمر لتكنولوجيا الليزر، تم تحسين الطاقة بشكل مستمر، وأصبحت مجالات تطبيق الليزر أوسع، وأصبح تقسيم عمل الليزر واضحًا. ومع ذلك، أصبح ابتكار تكنولوجيا ألياف الليزر بمثابة إصلاح لقسم السوق والعمليات.

ليزر الحالة الصلبة YAG الأصلي المستخدم في اللحام بالطاقة المتوسطة والصغيرة، كما أن ليزر الألياف مناسب أيضًا؛ ليزر ثاني أكسيد الكربون ذو التدفق المحوري الذي يعتبر جيدًا في قطع المعادن ذات الطاقة المتوسطة والعالية، كما أن ليزر الألياف مناسب أيضًا؛ ليزر أشباه الموصلات مناسب للحام عالي الطاقة، لأن ليزر الألياف يستخدم اللحام المتأرجح المساعد يتغلب على الصعوبة ويمكن تطبيقه أيضًا. تشكل ليزرات الألياف تحديات مماثلة لأنواع الليزر الأخرى في المعالجة الدقيقة بالليزر.

تحظى أجهزة ليزر الألياف بشعبية كبيرة نظرًا لقابليتها للتطبيق القوي وتكلفة استخدامها المنخفضة. كما واصل مصنعو الليزر زيادة قوة منتجاتهم، والتي تتراوح من 10000 واط إلى 20000 واط إلى 40000 واط. منذ وقت ليس ببعيد، أعلنت شركة Maxphotonics عن إطلاق 50 ألف واط للاستخدام التجاري. ليزر الألياف الضوئية. حتى الآن، لا يزال التطبيق الأكثر نضجًا لليزر الألياف هو القطع بالليزر، وبشكل أكثر دقة، القطع الأمامي للمعادن. يمكن القول أن اللحام بالليزر لم يتم استغلاله بالكامل. يمكن استخدام تطبيق اللحام بدءًا من معالجة المكونات الأمامية وحتى تشكيل المنتج الخلفي. من الناحية النظرية، السوق أوسع، ولكن نظرًا لأن تكنولوجيا المعالجة الخاصة بها لها متطلبات فنية معينة وتتطلب الدقة، مدفوعًا بطلب المعالجة، فغالبًا ما تكون معدات لحام بالليزر مخصصة للصناعة. إذن، ما هو التطور المحتمل للحام بالليزر عالي الطاقة في المستقبل؟

---

الطاقة النظيفة والمعالجة بالليزر

في الوقت الحاضر، عندما يتعلق الأمر بالطاقة الجديدة، يفكر الكثير من الناس في مركبات وبطاريات الطاقة الجديدة. بالمعنى الدقيق للكلمة، الطاقة الجديدة هي طاقة نظيفة، مثل طاقة الرياح، والطاقة المائية، والطاقة الشمسية، والطاقة النووية، وما إلى ذلك. وطريقة الاستخدام النهائية هي الكهرباء. يمكن اعتبار معدات تخزين الكهرباء والبطاريات منتجات طاقة جديدة. تعلق بلادنا أهمية كبيرة على تطوير طاقة الرياح. في الأصل، تعاونت مع التنمية واسعة النطاق في المنطقة الغربية للتركيز على المنطقة الشمالية الغربية. وفي وقت لاحق، اكتشف أن المناطق الساحلية الشرقية والجنوبية تتركز فيها السوق والسكان. ولذلك، في السنوات الأخيرة، تحول تطوير طاقة الرياح إلى المدن الساحلية. وتخطط قوانغدونغ لاستثمار ما يقرب من تريليون دولار في تطوير مزارع الرياح الساحلية في السنوات العشرين المقبلة. تعد شفرات طاحونة الهواء والدوارات والقواعد والمولدات والأبراج وما إلى ذلك المكونات الرئيسية لمعدات طاقة الرياح. تتطلب الأجزاء الكبيرة مثل الأبراج والقواعد الكثير من اللحام عالي الطاقة، بسماكة تزيد عن 20 مم أو حتى أكثر من 50 مم، والتي يمكن تطبيقها على اللحام بالليزر بقدرة 10000 واط. حتى اللحام بالليزر بقدرة 40 ألف واط مطلوب. في الوقت الحاضر، هناك محاولات في الصين لاستخدام أشعة ليزر بقدرة 32000 واط لمعالجة معدات طاقة الرياح.

الطاقة المائية هي في المقام الأول محطات الطاقة الكهرومائية. تُستخدم المضخات والتوربينات والمحركات وإصلاح الشفرات وما إلى ذلك بشكل شائع في اللحام بالليزر عالي الطاقة. الليزر فوق 4KW قابل للتطبيق بشكل عام. من بينها، يعد اللحام بالليزر للمضخات هو الأكثر نضجًا ونضجًا، بدءًا من اللحام بمستوى كيلووات للمضخات الصغيرة وحتى تطوير المضخات الكبيرة. يتمتع اللحام بالليزر بقدرة 10000 واط بمساحة تطبيق واسعة. تحتوي محطات الطاقة النووية على العديد من خطوط الأنابيب، وصهاريج التخزين الكبيرة، والأجزاء الداخلية للمفاعلات، والتي يمكن استخدامها على نطاق واسع في اللحام بالليزر عالي الطاقة. ونظرًا لخطر الإشعاع الناتج عن المواد المشعة، فإن سلامة الطاقة النووية هي الأهم، لذا فإن الجدران المعدنية مثل الأنابيب وصهاريج التخزين تكون سميكة نسبيًا وتتطلب لحامًا عالي الطاقة، وهو ما يمكن تحقيقه بواسطة أشعة الليزر فوق 10 كيلو وات.

---

الطلب على اللحام بالليزر لمركبات الطاقة الجديدة

وباعتبارها منتجًا استهلاكيًا ضخمًا دخل آلاف الأسر، فإن درجة اعتماد التكنولوجيا الجديدة تعكس أيضًا جودة السيارة إلى حد ما. تشمل تطبيقات الليزر في السيارات لحام أجزاء إطار الجسم، ومعالجة التصميمات الداخلية للسيارات بالليزر، ولحام بطاريات طاقة السيارات. تم تطبيق اللحام بالليزر لجسم السيارة في مركبات الوقود التقليدية في الصين إلى حد ما، بينما يستخدم خط إنتاج المركبات الكهربائية حاليًا معالجة ليزر أقل. الإكثار من استخدام الليزر. ومن المتوقع أن يتجاوز إنتاج ومبيعات السيارات الكهربائية المحلية 3 ملايين سيارة في عام 2022، وهي مسألة وقت فقط قبل أن يدخل الليزر إلى خط إنتاج السيارات الكهربائية في المستقبل. يستخدم اللحام بالليزر لهياكل السيارات بشكل عام عوارض ذات قوى أعلى من 4KW و6KW، مما يجلب متطلبات جديدة للحام بالليزر الأوتوماتيكي عالي الطاقة. المعالجة بالليزر لبطاريات الطاقة هي محور وصعوبة تكنولوجيا مركبات الطاقة الجديدة الحالية. يشمل اللحام بالليزر بشكل أساسي: لحام آذان القطب (بما في ذلك اللحام المسبق)، واللحام البقعي لشرائط القطب، واللحام المسبق لخلايا البطارية في الغلاف، وختم اللحام للغطاء العلوي للقذيفة، وختم اللحام لمنافذ حقن السائل، ولحام قطع توصيل وحدات حزمة البطارية، ولحام الصمام المقاوم للانفجار على الغطاء خلف الوحدة. تعد بطارية الطاقة واحدة من أهم نقاط النمو الجديدة لشركات معدات الليزر في السنوات الأخيرة. في الواقع، إنها تجلب أيضًا أكثر من 5 مليار يوان من معدات الليزر الأوتوماتيكية ذات الطاقة المتوسطة والعالية كل عام. تتطلب معالجة بطاريات الطاقة عمومًا طاقة متوسطة تزيد عن 2 كيلو وات، خاصة أن حزمة سبائك الألومنيوم في غلاف البطارية قد تستخدم طاقة أعلى، وسيستمر الطلب في الزيادة.

---

يقود بناء السفن اللحام بالليزر عالي الطاقة

هذا العام، كان الطلب على العديد من صناعات المعالجة بالليزر التقليدية ضعيفًا بعض الشيء، لكن بناء السفن يمثل نقطة مضيئة. بسبب الزيادة في الطلب على الشحن الدولي، فإن طلبيات السفن آخذة في الارتفاع. صناعة بناء السفن في بلدي ضخمة من حيث الحجم، وتحتل المرتبة الأولى في العالم. هناك طلب كبير على قطع ولحام الصفائح الفولاذية. يلزم وجود صفائح سميكة يزيد سمكها عن 10 مم وألواح سميكة للغاية يبلغ سمكها 30 مم للسفن الكبيرة. في الوقت الحاضر، يتم تطبيق اللحام بالليزر في داليان وشانغهاي ووهان وأحواض بناء السفن الأخرى، مع اللحام الهجين بالليزر عالي الطاقة باعتباره التطبيق الرئيسي.