Жетілдірілген дәнекерлеу технологиялары дегеніміз не?
Ғылым мен техниканың дамуы дәнекерлеу технологиясында үздіксіз прогреске қол жеткізді, бұл жаңа дәнекерлеу әдістерінің пайда болуына әкелді. Жетілдірілген дәнекерлеу технологиялары дәстүрлі әдістерден тыс кеңейтілген біріктіру әдістерін білдіреді (мысалы, қорғалған металл доғалық дәнекерлеу, су астындағы доғалық дәнекерлеу және дәстүрлі газбен металл доғалық дәнекерлеу). Бұл озық дәнекерлеу әдістерінің пайда болуы және зерттелуі пәнаралық интеграцияның нәтижесі болып табылады. Жетілдірілген дәнекерлеу технологиялары (мысалы, жоғары энергиялы сәулелік дәнекерлеу, лазерлік-доғалық гибридті дәнекерлеу, вакуумдық диффузиялық дәнекерлеу және т.б.)роботтық дәнекерлеу) электроника, энергетика, автомобиль жасау, аэроғарыш, ядролық өнеркәсібінде және басқа да салаларда қолданылды. Олар арнайы материалдар мен құрылымдарды дәнекерлеуде, әлеуметтік және технологиялық прогресті ілгерілетуде маңызды және алмастырылмайтын рөл атқарады.
Озық материалдарды дәнекерлеу жоғары технологиялардың дамуымен тығыз байланысты және бірегей және алмастырылмайтын функцияларға ие. 20 ғасырдағы қарқынды дамудан кейін дәнекерлеу технологиясы қазіргі заманғы өнеркәсіптің маңызды буыны ретінде XXI ғасырға жетілген жүйемен кірді, қолмен өндіруден механикаландырылған, автоматтандырылған, ақпараттық және интеллектуалды өндіріске ауысты. Бұл дәнекерлеу ғылымы мен инженериясында жаңа дәуірдің басталуын білдіреді.
(1) Лазерлік доғалы гибридті дәнекерлеу
Жоғары энергиялы сәулелік өңдеу технологиясы 21 ғасырдағы ең перспективалы өңдеу технологиясы ретінде бағаланады, «материалдарды өңдеу және өндіру технологиясына революциялық өзгерістер әкеледі» деп есептеледі және қазіргі уақытта ең жылдам дамып келе жатқан және ең көп зерттелген техникалық сала болып табылады.
Дамудәнекерлеу жабдықтарыІрі көлемге қарай екі мағынасы бар: бірі - жабдық қуатының артуы, екіншісі - жабдықпен дәнекерленген бөлшектердің үлкейтілуі. Жетілдірілген дәнекерлеу жабдықтарына, әсіресе лазерлік дәнекерлеу және электронды сәулелік дәнекерлеу жабдықтарына бір реттік инвестицияның көптігіне байланысты қуатты арттыру, ену тереңдігін және дәнекерлеу процесінің тұрақтылығын жақсарту дәнекерлеу шығындарын салыстырмалы түрде төмендетуі мүмкін, бұл оны сала үшін қолайлы етеді. Сондықтан лазерлерге негізделген гибридті дәнекерлеу технологиясы назар аударды. Шын мәнінде, лазерлік-доғалық гибридті дәнекерлеу 1970-жылдары ұсынылған, бірақ тұрақты өнеркәсіптік қолданыстар тек соңғы жылдары пайда болды, негізінен лазерлік технология мен доғалық дәнекерлеу жабдықтарының дамуынан, әсіресе лазерлік қуат пен доғаны басқару технологиясын жетілдіруден пайда көрді. Лазерлік-доғалық гибрид негізінен лазерді вольфрамның инертті газымен (TIG), плазмалық доғамен және белсенді доғамен біріктіруді қамтиды. Лазер мен доғаның өзара әрекеттесуі арқылы әрбір дәнекерлеу әдісінің кемшіліктерін жоюға болады, бұл жақсы гибридті әсерге әкеледі.
Лазерлік-доғалық гибридті дәнекерлеу дәнекерлеу тиімділігін айтарлықтай жақсартады, бұл негізінен екі әсерге негізделген: біріншіден, жоғары энергия тығыздығы дәнекерлеу жылдамдығының жоғарылауына және дайындаманың жылу шығынының төмендеуіне әкеледі; екіншіден, екі жылу көзінің өзара әрекеттесуінің суперпозиция әсері. Болатты дәнекерлеу кезінде лазерлік плазма доғаны тұрақтандырады; сонымен бірге доға балқытылған бассейннің кілт тесігіне еніп, энергия шығынын азайтады. Лазер мен TIG үйлесімі дәнекерлеу жылдамдығын айтарлықтай арттыра алады, бұл TIG дәнекерлеуіне қарағанда шамамен екі есе көп. Вольфрам электродының тозуы да айтарлықтай азаяды, бұл оның қызмет ету мерзімін арттырады; ойық бұрышын да айтарлықтай азайтуға болады, ал дәнекерлеу көлденең қимасының ауданы лазерлік дәнекерлеуге ұқсас. Лазерлік-бір доғалық гибридті дәнекерлеумен салыстырғанда, лазерлік-қос доғалық гибридті дәнекерлеу дәнекерлеу жылу кірісін 25%-ға азайтып, дәнекерлеу жылдамдығын шамамен 30%-ға арттыра алады.
Лазерлік-доғалық (немесе плазмалық доғалық) гибридті дәнекерлеудің негізгі артықшылықтары - дәнекерлеу жылдамдығының және ену тереңдігінің жақсаруы. Доғалық қыздырудың арқасында металл температурасы көтеріледі, металлдың лазерге шағылысу қабілетін төмендетеді және жарық энергиясының сіңірілуін арттырады. Бұл әдіс төмен қуатты CO₂ лазерлік дәнекерлеуде, сондай-ақ оптикалық талшықты берілісі бар 12 кВт CO₂ лазерлік дәнекерлеуде және 2 кВт YAG лазерлерінде сынақтан өткізілді, бұл роботтық лазерлік-доғалық (немесе плазмалық доғалық) гибридті дәнекерлеудің негізін қалады. Соңғы жылдары лазерлік-доғалық гибридтен туындаған гибридті дәнекерлеу технологиясы айтарлықтай дамуға қол жеткізді және оны аэроғарыш, әскери және басқа салалардағы күрделі компоненттерде қолдануға көбірек көңіл бөлінуде. Қазіргі уақытта жоғары энергиялы сәулелерді әртүрлі доғалармен біріктіретін гибридті дәнекерлеу технологиясы жоғары энергиялы сәулелік дәнекерлеу саласындағы ең танымал нүктелердің біріне айналды.
(2) Үйкеліс араластыру арқылы пісіру
Үйкеліспен дәнекерлеу (FSW) - 1990 жылдардың басында Ұлыбританияның Дәнекерлеу институты (TWI) әзірлеген патенттелген дәнекерлеу технологиясы. Ол балқыту арқылы дәнекерлеу әдістерін қолдана отырып, дәнекерлеуі қиын түсті металдарды дәнекерлей алады.
Үйкеліс араластыруымен пісірудің қарапайым біріктіру процесі, дәнекерленген қосылыстағы ұсақ түйіршіктер, жақсы шаршау өнімділігі, созылу және иілу өнімділігі, сымдарды немесе қорғаныш газдарын пісірудің қажеті жоқ, доға жарығының болмауы және пісіргеннен кейін қалдық кернеу мен деформацияның төмендігі сияқты артықшылықтары бар. Ол Еуропа мен Американың дамыған елдерінің аэроғарыш өнеркәсібінде қолданылды және төмен температурада жұмыс істейтін алюминий қорытпасынан жасалған жұқа қабырғалы қысымды ыдыстарды пісіруде, бойлық пісірулердің түзу түйіспесі мен дөңгелек пісірулердің айналма түйіспесі қосылысын аяқтауда сәтті қолданылды. Бұл технология жаңа көліктердің жаңа құрылымдық дизайнында қабылданды және аэроғарыш, көлік, автомобиль өндірісі және басқа да өнеркәсіп салаларында қолданылды.
(3) Вакуумдық диффузиялық дәнекерлеу
Озық материалдардың үздіксіз пайда болуы біріктіру технологияларына жаңа қиындықтар туғызады. Ыстыққа төзімді қорытпалар, жоғары технологиялық керамика, интерметалл қосылыстары және композиттік материалдар сияқты көптеген жаңа материалдарды, әсіресе әртүрлі материалдарды біріктіруді дәстүрлі балқыту дәнекерлеу әдістерін қолдану арқылы жүзеге асыру қиын, сондықтан қатты күйдегі диффузиялық байланыс және басқа технологиялар пайда болды. Мысалы, суперпластикалық қалыптау-диффузиялық дәнекерлеу технологиясы ұшақтардың титан қорытпасынан жасалған ұяшық құрылымдарында сәтті қолданылды. Керамика мен металдарды диффузиялық дәнекерлеу арқылы біріктіруге болады; өтпелі сұйық фазалық диффузиялық дәнекерлеу технологиясын қолдану қатты материалдардың көптеген қиын біріктіру мәселелерін шешті, оларды шешу мүмкін емес.балқыту арқылы дәнекерлеуөткенде.
Қатты күйдегі біріктіруді екі санатқа бөлуге болады. Біріншісі - төмен температуралы, жоғары қысымды және қысқа уақытты біріктіру әдісі, бұл дайындама бетінің тығыз жанасуына және жергілікті пластикалық деформация арқылы оксид қабықшасының жарылуына ықпал етеді. Пластикалық деформация қосылысты қалыптастырудағы басым фактор болып табылады. Мұндай біріктіру әдістеріне мыналар жатадыүйкеліс дәнекерлеуі, жарылыс дәнекерлеуі, суық қысыммен дәнекерлеуі және ыстық қысыммен дәнекерлеуі, олар әдетте қысыммен дәнекерлеу деп аталады. Екіншісі - жоғары температурамен, төмен қысыммен және салыстырмалы түрде ұзақ уақытпен диффузиялық байланыстыру әдісі, әдетте қорғаныс атмосферасында немесе вакуумда жүзеге асырылады. Бұл біріктіру әдісі минималды пластикалық деформацияны ғана тудырады, ал интерфейс диффузиясы қосылысты қалыптастыруда басым фактор болып табылады. Мұндай біріктіру әдістеріне негізінен вакуумдық диффузиялық дәнекерлеу, өтпелі сұйық фазалы диффузиялық дәнекерлеу, ыстық изостатикалық престелген диффузиялық дәнекерлеу және суперпластикалық қалыптау-диффузиялық дәнекерлеу сияқты диффузиялық дәнекерлеу жатады.
Дәнекерлеудің озық әдістері мен жаңа процестерінің үздіксіз пайда болуымен қатар (жоғарыда келтірілгендер бірнеше мысал ғана), әртүрлі дәнекерлеу әдістерін механикаландыру және автоматтандыру деңгейі үнемі жақсарып келеді. Электрондық технологияның, сенсорлық технологияның, компьютердің және басқару технологиясының дамуы дәнекерлеу пәнінің дамуына айтарлықтай ықпал етті, дәнекерлеуді автоматтандыруды ақылды басқаруға көшірді. Атап айтқанда, дәнекерлеу роботтарының кең көлемде енгізілуі дәнекерлеудің дәстүрлі қатаң автоматтандыру режимін бұзып, дәнекерлеуде икемді автоматтандырудың жаңа режимін ашты және дәнекерлеу технологиясы үшін кеңірек даму кеңістігін қамтамасыз етті. Дәнекерлеу қазіргі заманғы өндірісте алмастырылмайтын өңдеу әдісіне айналды. Сонымен қатар, ғылым мен техниканың және әлеуметтік-экономикалық дамудың дамуымен қатар, озық дәнекерлеу/біріктіруді қолдану салалары кеңейе береді.
(4) Автоматтандырылған және интеллектуалды дәнекерлеу
Механикаландыру және автоматтандыру дәнекерлеу өнімділігін арттырудың, өнім сапасын қамтамасыз етудің және жұмыс жағдайларын жақсартудың маңызды құралы болып табылады. Дәнекерлеу өндірісін автоматтандыру дәнекерлеу технологиясының болашақ даму бағыты болып табылады. Дәнекерлеу өндірісінің тиімділігі мен сапасын арттыру тек дәнекерлеу процестері тұрғысынан ғана белгілі бір шектеулерге ие. Электронды сәулемен дәнекерлеу, лазерлік дәнекерлеу және үйкеліс араластыруымен дәнекерлеу сияқты дәнекерлеу/біріктіру әдістері ойық геометриясы мен құрастыру сапасына қатаң талаптар қояды. Автоматты дәнекерлеуден кейін бүкіл дәнекерленген құрылым ұқыпты, дәл және әдемі болады, бұл бұрынғы дәнекерлеу шеберханаларындағы қолмен жұмыс істеудің кері құбылысын өзгертеді.
Қазіргі заманғы өндіріс технологиясының және дамып келе жатқан технологиялық индустрияның дамуының маңызды белгілерінің бірі ретінде роботтар жоғары технологиялық өнеркәсіптің әртүрлі салаларына маңызды әсер етті. Дәнекерлеу өндірістік процестерінің күрделілігі және дәнекерлеу сапасына қойылатын қатаң талаптар, көбінесе дәнекерлеу технологиясының деңгейі мен жұмыс жағдайларының нашарлығы дәнекерлеу процесін автоматтандыратын және интеллектуалды ете алатын дәнекерлеу процестеріне ерекше назар аудартады. Қазіргі уақытта бүкіл әлемдегі роботтардың 30%-дан 40%-ға дейіні дәнекерлеу технологиясында қолданылады. Дәнекерлеу роботтары бастапқыда негізінен автомобиль өнеркәсібіндегі нүктелік дәнекерлеу өндірістік желілерінде қолданылды, ал соңғы жылдары олар біртіндеп басқа өндіріс салаларына да кеңейді.
Бірінші даму бағытыақылды дәнекерлеукөру жүйесі болып табылады. Қазіргі уақытта жасалған көру жүйелері роботтарға дәнекерлеу кезінде белгілі бір жағдайларға сәйкес алаудың қозғалыс траекториясын автоматты түрде өзгертуге мүмкіндік береді, ал кейбіреулері ойық өлшеміне сәйкес технологиялық параметрлерді уақтылы реттей алады.
Жарияланған уақыты: 20 тамыз 2025 ж.
