Өркүндөтүлгөн ширетүү технологиялары деген эмне?
Илим менен техниканын өнүгүшү ширетүү технологиясында тынымсыз прогресске алып келип, жаңы ширетүү ыкмаларынын пайда болушуна алып келди. Өркүндөтүлгөн ширетүү технологиялары кадимки ыкмалардан тышкары өркүндөтүлгөн бириктирүү ыкмаларын билдирет (мисалы, коргоочу металл жаа менен ширетүү, суу астындагы жаа менен ширетүү жана кадимки газ металл жаа менен ширетүү). Бул өркүндөтүлгөн ширетүү ыкмаларынын пайда болушу жана изилдениши тармактар аралык интеграциянын натыйжасында келип чыгат. Өркүндөтүлгөн ширетүү технологиялары (мисалы, жогорку энергиялуу нур менен ширетүү, лазердик-жаа менен гибриддик ширетүү, вакуумдук диффузиялык ширетүү жанаробот ширетүү) электроника, энергетика, автомобиль, аэрокосмос, атомдук өнөр жай жана башка тармактарда колдонулуп келген. Алар атайын материалдарды жана конструкцияларды ширетүү, социалдык жана технологиялык прогрессти илгерилетүү жагынан маанилүү жана алмаштыргыс ролду ойнойт.
Өркүндөтүлгөн материалдарды ширетүү жогорку технологиялардын өнүгүшү менен тыгыз байланышта жана уникалдуу жана алмаштыргыс функцияларга ээ. 20-кылымдагы тез өнүгүштөн кийин, ширетүү технологиясы заманбап өнөр жайдагы маанилүү звено катары XXI кылымга жетилген система менен кирип, кол менен өндүрүүдөн механикалаштырылган, автоматташтырылган, маалыматка негизделген жана интеллектуалдык өндүрүшкө өттү. Бул ширетүү илиминде жана инженериясында жаңы доорду белгилейт.
(1) Лазердик-догалуу гибриддик ширетүү
Жогорку энергиялуу нурларды иштетүү технологиясы 21-кылымдагы эң келечектүү иштетүү технологиясы катары бааланат, ал "материалдарды иштетүү жана өндүрүү технологиясына революциялык өзгөрүүлөрдү алып келет" деп эсептелет жана учурда эң тез өнүгүп жаткан жана эң көп изилденген техникалык тармак болуп саналат.
Өнүгүүширетүүчү жабдууларИри масштабга карай эки мааниге ээ: бири - жабдуулардын кубаттуулугунун жогорулашы, экинчиси - жабдуулар менен ширетилген тетиктердин чоңойушу. Өркүндөтүлгөн ширетүү жабдууларына, айрыкча лазердик ширетүү жана электрондук нур менен ширетүү жабдууларына бир жолку инвестициянын көптүгүнөн улам, кубаттуулукту жогорулатуу, кирүү тереңдигин жана ширетүү процессинин туруктуулугун жакшыртуу ширетүү чыгымдарын салыштырмалуу төмөндөтүп, аны тармак үчүн алгылыктуу кылат. Ошондуктан, лазерлерге багытталган гибриддик ширетүү технологиясы көңүлдү бурду. Чындыгында, лазердик-догалык гибриддик ширетүү 1970-жылдары эле сунушталган, бирок туруктуу өнөр жайлык колдонмолор акыркы жылдары гана пайда болду, негизинен лазердик технологиянын жана догалык ширетүү жабдууларынын өнүгүшүнөн, айрыкча лазердик кубаттуулукту жана доганы башкаруу технологиясын өркүндөтүүдөн пайда көрдү. Лазердик-догалык гибрид негизинен лазерди вольфрамдын инерттүү газы (TIG) догасы, плазмалык дога жана активдүү дога менен айкалыштырат. Лазер менен доганын өз ара аракеттенүүсү аркылуу ар бир ширетүү ыкмасынын кемчиликтерин жоюуга болот, натыйжада жакшы гибриддик эффект пайда болот.
Лазердик-жага гибриддик ширетүү ширетүүнүн натыйжалуулугун бир топ жакшыртат, негизинен эки эффектке негизделген: биринчиден, жогорку энергия тыгыздыгы ширетүү ылдамдыгынын жогорулашына жана жумуш бөлүкчөсүнүн жылуулук жоготуусунун азайышына алып келет; экинчиден, эки жылуулук булагынын өз ара аракеттенүүсүнүн суперпозиция эффектиси. Болотту ширетүү учурунда лазердик плазма жааны турукташтырат; ошол эле учурда, жаа эриген көлмөнүн ачкыч тешигине кирип, энергия жоготууларын азайтат. Лазер менен TIGтин айкалышы ширетүү ылдамдыгын бир топ жогорулатат, бул TIG ширетүүгө караганда эки эсе көп. Вольфрам электродунун эскириши да бир топ азайып, анын иштөө мөөнөтүн көбөйтөт; оюк бурчун да бир топ азайтууга болот жана ширетүүнүн кесилиш аянты лазердик ширетүүгө окшош. Лазердик-бир жага гибриддик ширетүү менен салыштырганда, лазердик-кош жага гибриддик ширетүү ширетүүнүн жылуулук киргизүүсүн 25% га азайтып, ширетүү ылдамдыгын болжол менен 30% га жогорулатат.
Лазердик-жага (же плазмалык жаага) гибриддик ширетүүнүн негизги артыкчылыктары - ширетүү ылдамдыгынын жана кирүү тереңдигинин жакшырышы. Жаага ысыгандыктан, металлдын температурасы көтөрүлүп, металлдын лазерге чагылдыруусун азайтып, жарык энергиясын сиңирүүсүн жогорулатат. Бул ыкма аз кубаттуулуктагы CO₂ лазердик ширетүүдө, ошондой эле оптикалык була өткөргүчү бар 12 кВт CO₂ лазердик ширетүүдө жана 2 кВт YAG лазерлеринде сыналган, бул роботтук лазердик-жага (же плазмалык жаага) гибриддик ширетүүнүн негизин түзгөн. Акыркы жылдары лазердик-жага гибриддик ширетүү технологиясы олуттуу өнүгүүгө жетишти жана аны аэрокосмостук, аскердик жана башка тармактардагы татаал компоненттерде колдонууга көбүрөөк көңүл бурулууда. Учурда жогорку энергиялуу нурларды ар кандай жаалар менен айкалыштырган гибриддик ширетүү технологиясы жогорку энергиялуу нур ширетүү жаатындагы эң популярдуу жерлердин бирине айланды.
(2) Фрикциондук аралаштыруучу ширетүү
Фрикциондук ширетүү (FSW) – бул 1990-жылдардын башында Улуу Британиянын Ширетүү Институту (TWI) тарабынан иштелип чыккан патенттелген ширетүү технологиясы. Ал ширетүү кыйын болгон түстүү эмес металлдарды эритүү ширетүү ыкмаларын колдонуу менен ширете алат.
Фрикциондук аралаш ширетүүнүн жөнөкөй бириктирүү процесси, ширетилген муундагы майда бүртүкчөлөр, жакшы чарчоо көрсөткүчү, чоюлуу көрсөткүчү жана ийилүү көрсөткүчү, зымдарды же коргоочу газдарды ширетүүнүн кажети жок, дого жарыгынын жоктугу жана ширетүүдөн кийин калдык чыңалуу жана деформациянын төмөндүгү сыяктуу артыкчылыктары бар. Ал Европа менен Американын өнүккөн өлкөлөрүнүн аэрокосмостук өнөр жайында колдонулуп, төмөнкү температурада иштеген алюминий эритмесинен жасалган жука дубалдуу басым идиштерин ширетүү, узунунан ширетилген жерлердин түз жамбаш муундарын жана тегерек ширелген жерлердин айланасындагы жамбаш муундарын бүтүрүү үчүн ийгиликтүү колдонулуп келет. Бул технология жаңы унаалардын жаңы структуралык дизайнында кабыл алынып, аэрокосмостук, транспорттук, автомобиль өндүрүшүндө жана башка өнөр жай тармактарында колдонулган.
(3) Вакуумдук диффузиялык ширетүү
Өркүндөтүлгөн материалдардын тынымсыз пайда болушу бириктирүү технологияларына жаңы кыйынчылыктарды жаратат. Ысыкка чыдамдуу эритмелер, жогорку технологиялуу керамика, металл аралык кошулмалар жана композиттик материалдар сыяктуу көптөгөн жаңы материалдарды, айрыкча ар кандай материалдарды бириктирүүнү кадимки эритме ширетүү ыкмаларын колдонуу менен ишке ашыруу кыйын, ошондуктан катуу абалдагы диффузиялык байланыш жана башка технологиялар пайда болду. Мисалы, суперпластикалык калыптоо-диффузиялык ширетүү технологиясы учактардын титан эритмесинин уяча конструкцияларында ийгиликтүү колдонулуп келет. Керамика менен металлдарды диффузиялык ширетүү аркылуу бириктирүүгө болот; өткөөл суюк фазадагы диффузиялык ширетүү технологиясын колдонуу катуу материалдардын көптөгөн татаал бириктирүү көйгөйлөрүн чечти, аларды чечүү мүмкүн эмес болчу.эритүүчү ширетүүөткөндө.
Катуу абалдагы бириктирүүнү эки категорияга бөлүүгө болот. Биринчиси, төмөнкү температура, жогорку басым жана кыска убакыт менен бириктирүү ыкмасы, ал жергиликтүү пластикалык деформация аркылуу бөлүктүн бетинин тыгыз байланышына жана кычкыл пленкасынын айрылышына өбөлгө түзөт. Пластикалык деформация бириктирүүнү түзүүдө негизги фактор болуп саналат. Мындай бириктирүү ыкмаларына төмөнкүлөр киретсүрүлүү ширетүү, жарылуу менен ширетүү, муздак басым менен ширетүү жана ысык басым менен ширетүү, алар көбүнчө басым менен ширетүү деп аталат. Экинчиси - жогорку температура, төмөнкү басым жана салыштырмалуу узак убакыт менен диффузиялык байланыштыруу ыкмасы, адатта коргоочу атмосферада же вакуумда жүргүзүлөт. Бул бириктирүү ыкмасы минималдуу пластикалык деформацияны гана жаратат жана интерфейстик диффузия муундун пайда болушунда негизги фактор болуп саналат. Мындай бириктирүү ыкмаларына негизинен вакуумдук диффузиялык ширетүү, өткөөл суюк фазалуу диффузиялык ширетүү, ысык изостатикалык пресстөө менен диффузиялык ширетүү жана суперпластикалык калыптоо-диффузиялык ширетүү кирет.
Өркүндөтүлгөн ширетүү ыкмаларынын жана жаңы процесстердин тынымсыз пайда болушунан тышкары (жогоруда келтирилгендер бир нече гана мисалдар), ар кандай ширетүү ыкмаларын механикалаштыруу жана автоматташтыруу деңгээли тынымсыз жакшырып баратат. Электрондук технологиянын, сенсордук технологиянын, компьютердин жана башкаруу технологиясынын өнүгүшү ширетүү тармагынын өнүгүшүнө чоң өбөлгө түзүп, ширетүү автоматташтыруусун акылдуу башкарууга багыттады. Атап айтканда, ширетүү роботторунун кеңири масштабда киргизилиши ширетүүнүн салттуу катуу автоматташтыруу режимин бузуп, ширетүүдөгү ийкемдүү автоматташтыруунун жаңы режимин ачып, ширетүү технологиясы үчүн кеңири өнүгүү мейкиндигин камсыз кылды. Ширетүү заманбап өндүрүштө алмаштыргыс иштетүү ыкмасына айланды. Андан тышкары, илим менен техниканын жана социалдык-экономикалык өнүгүүнүн өнүгүшү менен алдыңкы ширетүү/бириктирүүнү колдонуу чөйрөлөрү кеңейе берет.
(4) Автоматташтырылган жана интеллектуалдык ширетүү
Механизациялоо жана автоматташтыруу ширетүү өндүрүмдүүлүгүн жогорулатуунун, продукциянын сапатын камсыз кылуунун жана жумуш шарттарын жакшыртуунун маанилүү каражаттары болуп саналат. Ширетүү өндүрүшүн автоматташтыруу - ширетүү технологиясынын келечектеги өнүгүү багыты. Ширетүү өндүрүшүнүн натыйжалуулугун жана сапатын жогорулатуу ширетүү процесстеринин көз карашынан гана белгилүү бир чектөөлөргө ээ. Электрондук нур менен ширетүү, лазер менен ширетүү жана сүрүлүү менен ширетүү сыяктуу ширетүү/бириктирүү ыкмалары оюктун геометриясына жана чогултуу сапатына катуу талаптарды коёт. Автоматтык ширетүүдөн кийин, бүтүндөй ширетилген түзүлүш тыкан, так жана кооз болуп, мурунку ширетүү цехтеринде кол менен иштетүүнүн арткы көрүнүшүн өзгөртөт.
Заманбап өндүрүш технологиясынын жана жаңыдан пайда болуп жаткан технологиялык тармактын өнүгүшүнүн маанилүү символдорунун бири катары роботтор жогорку технологиялык тармактардын ар кандай тармактарына маанилүү таасирин тийгизди. Ширетүү өндүрүш процесстеринин татаалдыгы жана ширетүүнүн сапатына коюлган катуу талаптар, көп учурда ширетүү технологиясынын деңгээлинин жана иштөө шарттарынын начардыгы менен айкалышып, ширетүү процессин автоматташтыра жана интеллектуалдаштыра алган ширетүү процесстерине өзгөчө көңүл бурууга түрткү берет. Учурда дүйнө жүзү боюнча роботтордун 30% дан 40% га чейини ширетүү технологиясында колдонулат. Ширетүү роботтору башында көбүнчө автомобиль өнөр жайындагы спот ширетүү өндүрүш линияларында колдонулган, ал эми акыркы жылдары алар акырындык менен башка өндүрүш тармактарына да жайылды.
өнүктүрүүнүн биринчи багытыакылдуу ширетүүкөрүү системасы болуп саналат. Учурда иштелип чыккан көрүү системалары роботторго ширетүү учурунда белгилүү бир шарттарга ылайык фонарь кыймылынын траекториясын автоматтык түрдө өзгөртүүгө мүмкүндүк берет, ал эми айрымдары процесстин параметрлерин оюктун өлчөмүнө жараша өз убагында тууралай алат.
Жарыяланган убактысы: 20-август, 2025-жыл
