Modhan Tàthaidh airson Pàirtean Mion is Beaga Tha tàthadh leusair na dhòigh tàthaidh èifeachdach is mionaideach a bhios a’ cleachdadh beam leusair dùmhlachd lùtha àrd mar an stòr teas. ’S e aon de na prìomh thagraidhean de theicneòlas giullachd stuthan leusair a th’ ann. Anns na 1970n, chaidh a chleachdadh sa mhòr-chuid airson stuthan le ballachan tana agus tàthadh aig astar ìosal a thàthadh, agus bhuineadh am pròiseas tàthaidh don t-seòrsa giùlan teas. Gu sònraichte, bidh rèididheachd leusair a’ teasachadh uachdar a’ phìos-obrach, agus bidh an teas air an uachdar a’ sgaoileadh a-staigh tro ghiùlan teirmeach. Le bhith a’ cumail smachd air paramadairean leithid leud, lùth, cumhachd as àirde, agus tricead ath-aithris cuislean leusair, tha am pìos-obrach air a leaghadh gus amar leaghte sònraichte a chruthachadh. Air sgàth a bhuannachdan sònraichte, chaidh a chur an sàs gu soirbheachail anns an…tàthadh mionaideach de phàirtean beaga is meanbh.Tha teicneòlas tàthaidh leusair Shìona am measg nan ìrean as adhartaiche san t-saoghal. Tha an teicneòlas agus an comas aice co-phàirtean iom-fhillte de aloidh titanium a chruthachadh thairis air 12 meatairean ceàrnagach le bhith a’ cleachdadh leusair, agus chaidh a chur an sàs ann an saothrachadh prototàip agus thoraidhean grunn phròiseactan rannsachaidh itealain dachaigheil. Anns an Dàmhair 2013, choisinn eòlaiche tàthaidh Sìneach Duais Brook, an duais acadaimigeach as àirde ann an raon an tàthaidh, a dhearbh ìre tàthaidh leusair den chiad ìre san t-saoghal aig Sìona.
## Eachdraidh Leasachaidh Chaidh a’ chiad ghath laser san t-saoghal a chruthachadh ann an 1960 le criostalan ruby brosnachail le lampa flash. Air a chuingealachadh le comas teirmeach a’ chriostail, cha b’ urrainn dha ach ghathan cuisleach glè ghoirid le tricead ìosal a thoirt gu buil. Ged a dh’ fhaodadh lùth as àirde a’ chuisle sa bhad ruighinn suas ri 10^6 watt, bhuineadh e fhathast don toradh lùtha ìosal. Faodaidh slat criostail yttrium alùmanum garnet (Nd:YAG) le dopadh neodymium, le neodymium (Nd) mar an eileamaid brosnachaidh, gath laser aon-thonnfhaid leantainneach a chruthachadh le cumhachd 1-8KW. Faodar an laser YAG, le tonn-fhaid de 1.06μm, a cheangal ris a’ cheann giullachd laser tro shnàithleach optigeach sùbailte, le cruth uidheamachd sùbailte agus freagarrachd airson pìosan obrach tàthaidh le tiugh de 0.5-6mm. Faodaidh an leusair CO₂, a’ cleachdadh carbon dà-ogsaid mar an stuth brosnachaidh (le tonn-fhaid de 10.6μm), lùth toraidh suas ri 25KW a choileanadh agus tàthadh làn-threòrachaidh aon-shligheach de phlàtaichean 2mm de thighead a thoirt gu buil. Chaidh a chleachdadh gu farsaing ann an giullachd meatailt san roinn ghnìomhachais. Ann am meadhan nan 1980an, tharraing tàthadh leusair, mar theicneòlas ùr, aire mhòr san Roinn Eòrpa, sna Stàitean Aonaichte agus ann an Iapan. Ann an 1985, cho-obraich ThyssenKrupp Steel AG (A’ Ghearmailt) agus Volkswagen AG (A’ Ghearmailt) gus a’ chiad bhàn tàthaichte leusair san t-saoghal a ghabhail os làimh gu soirbheachail air bodhaig Audi 100. Anns na 1990an, thòisich prìomh luchd-saothrachaidh chàraichean san Roinn Eòrpa, Ameireaga a Tuath agus Iapan a’ cleachdadh teicneòlas bàn tàthaichte leusair gu farsaing ann an saothrachadh bodhaig chàraichean. Tha eòlas practaigeach bho obair-lannan agus luchd-saothrachaidh chàraichean air dearbhadh gum faodar bàn tàthaichte leusair a chleachdadh gu soirbheachail ann an cinneasachadh bodhaigean chàraichean. Bidh tàthadh leusair a’ cleachdadh lùth leusair gus grunn stàilinnean, stàilinnean gun smal, aloidhean alùmanaim, msaa., le diofar stuthan, tigheadan, agus còtaichean a cheangal agus a thàthadh gu fèin-ghluasadach ann am plàta, pròifil, no pannal ceapaire aonaichte. Bidh seo a’ coinneachadh ri riatanasan coileanaidh stuthan eadar-dhealaichte nan co-phàirtean, agus a’ coileanadh uidheamachd aotrom leis a’ chuideam as aotroime, an structar as fheàrr, agus an coileanadh as fheàrr. Ann an dùthchannan leasaichte leithid an Roinn Eòrpa agus na Stàitean Aonaichte,tàthadh tàilleir leusairChan e a-mhàin gu bheil e air a chleachdadh ann an gnìomhachas saothrachaidh uidheamachd còmhdhail ach tha e cuideachd air a chur an sàs gu farsaing ann an raointean leithid togail, drochaidean, cinneasachadh tàthaidh pleitean innealan dachaigh, agus tàthadh pleitean stàilinn ann an loidhnichean rollaidh (ceangal pleitean ann an rollaidh leantainneach). Am measg nan iomairtean tàthaidh laser ainmeil air feadh an t-saoghail tha Soudonic (An Eilbheis), ArcelorMittal Group (An Fhraing), ThyssenKrupp TWB (A' Ghearmailt), Servo-Robot (Canada), agus Precitec (A' Ghearmailt). Tha cleachdadh teicneòlas bàn tàthaichte le laser ann an Sìona dìreach air tòiseachadh. Air 25 Dàmhair 2002, chaidh a’ chiad loidhne cinneasachaidh malairteach proifeasanta ann an Sìona airson bàn tàthaichte le laser a chuir an gnìomh gu h-oifigeil. Chaidh a thoirt a-steach le Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding bho ThyssenKrupp TWB (A' Ghearmailt). Nas fhaide air adhart, chaidh Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., agus iomairtean eile a chuir an gnìomh às dèidh a chèile. Ann an 2003, thuig dùthchannan cèin tàthadh uèir lìonaidh laser CO₂ dà-ghathan agusTàthadh uèir lìonaidh laser YAGairson structar pannal balla ìosal alùmanaim alloy A318. Chuir an teicneòlas seo an àite an structair traidiseanta le ribean, a’ lughdachadh cuideam fuselage an itealain le 20% agus a’ sàbhaladh 20% den chosgais. Bha Gong Shuili den bheachd gum biodh teicneòlas tàthaidh laser a’ cluich pàirt chudromach ann an cruth-atharrachadh agus ùrachadh gnìomhachas saothrachaidh itealain traidiseanta Shìona. Chuir e a-steach sa bhad airson grunn phròiseactan ro-rannsachaidh co-cheangailte, chuir e air dòigh sgioba rannsachaidh, agus ghabh e an stiùir ann a bhith a’ toirt a-steach teicneòlas “tàthaidh laser dà-ghathan” ann am pròiseactan rannsachaidh ann an Sìona. Bho thoiseach, bha e an dùil an teicneòlas seo a chur an sàs ann an saothrachadh itealain. Dh’innis an sgioba eòlaichean Sìneach an teicneòlas tòiseachaidh do institiud dealbhaidh itealain agus bhrosnaich iad buannachdan agus comasachd tàthaidh laser dà-ghathan. Às deidh grunn dhearbhaidhean agus mheasaidhean, cho-dhùin an institiud dealbhaidh an teicneòlas seo a chur an sàs ann an saothrachadh pannalan balla ribeach airson itealain sònraichte, a’ coileanadh a’ chiad amas teicneòlas “tàthaidh laser dà-ghathan” a chur an sàs ann an saothrachadh itealain. Bhris e tro theicneòlasan cudromach leithid smachd mionaideach air uèir lìonaidh tàthaidh leusair airson aloidhean aotrom, leasaich e inneal tàthaidh measgaichte uèir lìonaidh leusair dà-bhìom aonaichte agus ùr-ghnàthach, stèidhich e a’ chiad àrd-ùrlar tàthaidh uèir lìonaidh leusair dà-bhìom àrd-chumhachd ann an Sìona, thuig e tàthadh sioncronaich dà-bhìom agus dà-thaobhach de cho-phàirtean T ann an structaran mòra le ballachan tana, agus chuir e an sàs e gu soirbheachail ann an saothrachadh tàthaidh de phrìomh phàirtean structarail de phannalan balla ribeach itealain airson a’ chiad uair, a’ cluich pàirt chudromach ann an leasachadh itealain ùra Shìona. Ann an 2003, chaidh a’ chiad sheata iomlan uidheamachd tàthaidh stiall air-loidhne mòr dachaigheil a thug HG Laser seachad seachad an gabhail far-loidhne. Bidh an uidheamachd seo ag amalachadh gearradh leusair, tàthadh, agus làimhseachadh teas, a’ dèanamh HG Laser mar aon den cheathramh iomairt san t-saoghal comasach air uidheamachd mar sin a dhèanamh. Ann an 2004, choisinn am pròiseact “Teicneòlas agus Uidheam Giullachd Gearraidh, Tàthaidh agus Gearraidh-Tàthaidh Co-mheasgaichte Leusair Àrd-chumhachd” le HG Laser Farley Laserlab an Dàrna Duais de Dhuais Adhartais Nàiseanta Saidheans agus Teicneòlais, ga fhàgail mar an aon iomairt leusair ann an Sìona leis a’ chomas R&D den teicneòlas agus an uidheamachd seo. Le leasachadh luath gnìomhachas an leusair gnìomhachais, tha a’ mhargaidh air riatanasan nas àirde a chur air adhart airson teicneòlas giullachd leusair. Tha teicneòlas leusair air gluasad mean air mhean bho aon tagradh gu tagraidhean eugsamhail. A thaobh giullachd leusair, chan eil e tuilleadh cuingealaichte ri aon ghearradh no tàthadh. Tha iarrtas a’ mhargaidh airson uidheamachd giullachd leusair amalaichte a tha a’ cothlamadh gearradh agus tàthadh a’ sìor fhàs, agus mar sin tha uidheamachd gearraidh is tàthaidh leusair amalaichte air nochdadh. Leasaich HG Laser Farley Laserlab an inneal gearraidh is tàthaidh amalaichte Walc9030, le cruth fìor mhòr de 9 × 3 meatairean, agus is e seo an uidheamachd gearraidh is tàthaidh leusair amalaichte cruth as motha san t-saoghal an-dràsta. Tha an Walc9030 na uidheamachd gearraidh is tàthaidh cruth mòr a tha ag amalachadhgnìomhan gearraidh leusair agus tàthaidh leusairTha ceann gearraidh proifeasanta agus ceann tàthaidh ann, agus tha aon bhìm aig an dà cheann giullachd. Tha teicneòlas smachd àireamhach a’ dèanamh cinnteach nach bi iad a’ cur bacadh air a chèile. Faodaidh an uidheamachd dà phròiseas a chrìochnachadh a dh’ fheumas gearradh agus tàthadh aig an aon àm. Faodaidh e gluasad gu saor eadar gearradh an toiseach agus an uairsin tàthadh, no tàthadh an toiseach agus an uairsin gearradh, a’ coileanadh gnìomhan gearraidh leusair agus tàthaidh le aon uidheamachd gun fheum air uidheamachd a bharrachd. Bidh seo a’ sàbhaladh chosgaisean uidheamachd do luchd-saothrachaidh thagraidhean, a’ leasachadh èifeachdas giullachd agus raon giullachd. A bharrachd air an sin, air sgàth amalachadh gearraidh agus tàthaidh, tha cruinneas a’ ghiullachd air a ghealltainn gu h-iomlan, agus tha coileanadh an uidheamachd èifeachdach agus seasmhach. A bharrachd air an sin, tha e air faighinn thairis air duilgheadasan deformachadh teirmeach phlàtaichean rè tàthadh dèanta-taghaidh phlàtaichean fìor mhòr agus coileanadh seasmhach slighean optigeach itealaich fìor fhada. Faodaidh e dà phlàta rèidh de 6 meatairean a dh'fhaid agus 1.5 meatair a leud a thàthadh aig an aon àm, agus tha an uachdar tàthaichte rèidh agus còmhnard gun iar-phròiseasadh a bharrachd. Aig an aon àm, faodaidh e pleitean a ghearradh le leud 3 meatairean, fad nas motha na 6 meatairean, agus tiugh nas lugha na 20mm ann an aon phròiseas cruthachaidh gun suidheachadh àrd-sgoile. Rinn Institiud Fèin-ghluasad Shenyang, Acadamaidh Saidheansan Shìona, co-obrachadh eadar-nàiseanta le IHI Corporation (Iapan). A’ leantainn ro-innleachd leasachaidh saidheansail is teicneòlais nàiseanta “ro-ràdh, cnàmhadh, gabhail a-steach, agus ath-nuadhachadh”, rinn iad a’ chùis air grunn theicneòlasan cudromach de…tàthadh tàilleir leusair, leasaich iad a’ chiad sheata iomlan de loidhnichean cinneasachaidh tàthaidh laser dèanta-deasachaidh ann an Sìona san t-Sultain 2006, agus leasaich iad siostam tàthaidh laser robotach gu soirbheachail, a’ coileanadh tàthadh laser de lùban rèidh agus fànais. Anns an Dàmhair 2013, choisinn eòlaiche tàthaidh Sìneach Duais Brook, an duais acadaimigeach as àirde ann an raon an tàthaidh. Bidh an Welding Institute (TWI, RA) a’ moladh agus ag ainmeachadh thagraichean gach bliadhna bho chòrr air 4,000 aonad ball ann an còrr air 120 dùthaich, agus mu dheireadh a’ toirt seachad an duais seo do aon eòlaiche mar aithneachadh air na chuir iad ri saidheans agus teicneòlas tàthaidh no ceangal agus a chleachdadh gnìomhachais. Chan e a-mhàin gu bheil an duais seo na aithneachadh air Gong Shuili agus an sgioba aige ach cuideachd na dhearbhadh air àite AVIC ann a bhith a’ brosnachadh adhartas teicneòlas ceangal stuthan.
## Paramadairean Structarail
### Uidheam Obrachaidh Tha e air a dhèanamh suas de oscillator optigeach agus meadhan air a chuir eadar na sgàthan aig gach ceann de chuas an oscillator. Nuair a thèid am meadhan a bhrosnachadh gu staid àrd-lùtha, tòisichidh e a’ gineadh tonnan solais ann an ìre, a bhios a’ nochdadh air ais is air adhart eadar na sgàthan aig gach ceann, a’ cruthachadh buaidh ceangail foto-dealain. Bidh seo a’ neartachadh nan tonn solais, agus nuair a gheibhear lùth gu leòr, thèid an laser a leigeil a-mach. Faodar laser a mhìneachadh cuideachd mar inneal a bhios ag atharrachadh prìomh thùsan lùtha leithid lùth dealain, lùth ceimigeach, lùth teirmeach, lùth solais, no lùth niùclasach gu gathan rèididheachd electromagnetic de triceadan optigeach sònraichte (solas ultraviolet, solas faicsinneach, no solas infridhearg). Faodar an tionndadh seo a dhèanamh gu furasta ann am meadhanan cruaidh, leaghaidh no gasach sònraichte. Nuair a thèid na meadhanan sin a bhrosnachadh ann an cruth dadaman no moileciuilean, bidh iad a’ toirt a-mach gath solais le cha mhòr an aon ìre agus cha mhòr aon tonn-fhaid - laser. Air sgàth a fheart ann an ìre agus aon tonn-fhaid, tha an ceàrn eadar-dhealachaidh glè bheag, agus faodar a thar-chuir thairis air astar fada mus tèid a dhùmhlachadh gu mòr gus gnìomhan leithid tàthadh, gearradh agus làimhseachadh teas a thoirt seachad. ### Seòrsachadh Lasairean Tha dà sheòrsa laser ann sa mhòr-chuid a thathas a’ cleachdadh airson tàthadh, is iad sin lasers CO₂ agus lasers Nd:YAG. Tha an dà chuid lasers CO₂ agus lasers Nd:YAG nan solas infridhearg do-fhaicsinneach don t-sùil rùisgte. Tha am beam a chruthaicheas an laser Nd:YAG sa mhòr-chuid na sholas faisg air infridhearg le tonn-fhaid de 1.06μm. Tha ìre gabhail a-steach coimeasach àrd aig stiùirichean teirmeach airson solas den tonn-fhaid seo, agus airson a’ mhòr-chuid de mheatailtean, tha an ath-fhaileasachd 20%-30%. Faodar am beam faisg air infridhearg a chuimseachadh gu trast-thomhas de 0.25mm a’ cleachdadh lionsan optigeach àbhaisteach. Tha beam an laser CO₂ na sholas fada infridhearg le tonn-fhaid de 10.6μm. Tha ath-fhaileasachd de 80%-90% aig a’ mhòr-chuid de mheatailtean airson an seòrsa solais seo, agus mar sin tha feum air lionsan optigeach sònraichte gus am beam a chuimseachadh gu trast-thomhas de 0.75-1.0mm. Faodaidh cumhachd leusairean Nd:YAG ruighinn timcheall air 4,000-6,000W san fharsaingeachd, agus tha an cumhachd as àirde a-nis air ruighinn 10,000W. An coimeas ri sin, faodaidh cumhachd leusairean CO₂ ruighinn gu furasta 20,000W no eadhon nas àirde. Bidh leusairean CO₂ àrd-chumhachd a’ fuasgladh duilgheadas an ath-fhaileas àrd tro bhuaidh toll-iuchrach. Nuair a leaghas uachdar an stuth air a bheil an spot solais a’ bualadh, cruthaichear toll-iuchrach. Tha an toll-iuchrach seo làn de cheò coltach ri corp dubh, a bhios a’ gabhail a-steach cha mhòr a h-uile lùth den t-solas a tha a’ tighinn a-steach. Bidh an teòthachd cothromachaidh taobh a-staigh an toll-iuchrach a’ ruighinn timcheall air 25,000°C, agus bidh an ath-fhaileas a’ lùghdachadh gu luath taobh a-staigh beagan mhicro-dhiog. Ged a tha fòcas leasachaidh leusairean CO₂ fhathast ag amas air leasachadh uidheamachd agus rannsachadh, chan eil e tuilleadh mu bhith a’ meudachadh a’ chumhachd toraidh as àirde, ach mu mar a leasaicheas tu càileachd a’ ghatha agus a choileanadh fòcas. A bharrachd air an sin, nuair a thèid argon a chleachdadh mar an gas dìona airson tàthadh laser CO₂ le cumhachd os cionn 10kW, bidh e gu tric a’ brosnachadh plasma làidir, a lughdaicheas doimhneachd an treòrachaidh. Mar sin, thathas gu tric a’ cleachdadh helium, nach eil a’ gineadh plasma, mar an gas dìona airson tàthadh laser CO₂ àrd-chumhachd. Tha cleachdadh measgachadh laser diode airson criostalan Nd: YAG àrd-chumhachd a bhrosnachadh na chuspair rannsachaidh is leasachaidh cudromach, a leasaicheas càileachd ghathan laser gu mòr agus a chruthaicheas giullachd laser nas èifeachdaiche. Tha cleachdadh sreathan diode dìreach gus lasers a bhrosnachadh agus a thoirt a-mach anns an roinn faisg air infridhearg air cumhachd cuibheasach de 1kW agus èifeachdas tionndaidh foto-eileagtronaigeach de faisg air 50% a choileanadh. Tha beatha seirbheis nas fhaide aig diodes cuideachd (10,000 uair), a chuidicheas le bhith a’ lughdachadh cosgais cumail suas uidheamachd laser. Tha leasachadh uidheamachd laser staid-chruaidh pumpaichte le diode (DPSSL) cuideachd a’ dol air adhart.
Àm puist: 27 Lùnastal 2025
