Metodat e Saldimit për Pjesët Mikro dhe të Vogla Saldimi me lazer është një metodë efikase dhe precize saldimi që përdor një rreze lazeri me dendësi të lartë energjie si burim nxehtësie. Është një nga aplikimet e rëndësishme të teknologjisë së përpunimit të materialeve me lazer. Në vitet 1970, përdorej kryesisht për saldimin e materialeve me mure të holla dhe saldimin me shpejtësi të ulët, dhe procesi i saldimit i përkiste llojit të përçueshmërisë së nxehtësisë. Në mënyrë specifike, rrezatimi lazer ngroh sipërfaqen e copës së punës, dhe nxehtësia në sipërfaqe shpërndahet nga brenda përmes përçueshmërisë termike. Duke kontrolluar parametra të tillë si gjerësia, energjia, fuqia maksimale dhe frekuenca e përsëritjes së pulseve të lazerit, copa e punës shkrihet për të formuar një pellg specifik të shkrirë. Për shkak të avantazheve të tij unike, është aplikuar me sukses nësaldim preciz i pjesëve mikro dhe të vogla.Teknologjia e saldimit me lazer e Kinës renditet ndër nivelet më të përparuara në botë. Ajo ka teknologjinë dhe aftësinë për të formuar komponentë kompleksë të lidhjeve të titanit mbi 12 metra katrorë duke përdorur lazer, dhe është aplikuar në prodhimin e prototipave dhe produkteve të shumë projekteve kërkimore të aviacionit vendas. Në tetor 2013, një ekspert kinez i saldimit fitoi Çmimin Brook, çmimin më të lartë akademik në fushën e saldimit, i cili konfirmoi nivelin e saldimit me lazer të klasit botëror të Kinës.
## Historia e Zhvillimit Rrezja e parë lazer në botë u gjenerua në vitin 1960 duke ngacmuar kristale rubini me një llambë shkrepëse. I kufizuar nga kapaciteti termik i kristalit, ai mund të prodhonte vetëm rreze pulsuese shumë të shkurtra me frekuencë të ulët. Edhe pse energjia maksimale e pulsit të menjëhershëm mund të arrinte deri në 10^6 vat, ai përsëri i përkiste prodhimit me energji të ulët. Një shufër kristali prej granati alumini itriumi (Nd:YAG) i dopuar me neodymium, me neodymium (Nd) si element ngacmues, mund të gjenerojë një rreze lazeri të vazhdueshme me gjatësi vale të vetme me një fuqi prej 1-8KW. Lazeri YAG, me një gjatësi vale prej 1.06μm, mund të lidhet me kokën e përpunimit me lazer përmes një fibre optike fleksibile, duke paraqitur një paraqitje fleksibile të pajisjeve dhe përshtatshmëri për saldimin e pjesëve të punës me një trashësi prej 0.5-6 mm. Lazeri CO₂, duke përdorur dioksid karboni si ngacmues (me një gjatësi vale prej 10.6μm), mund të arrijë një energji dalëse deri në 25KW dhe të realizojë saldim me depërtim të plotë me një kalim të vetëm të pllakave me trashësi 2 mm. Është përdorur gjerësisht në përpunimin e metaleve në sektorin industrial. Në mesin e viteve 1980, saldimi me lazer, si një teknologji e re, tërhoqi vëmendje të gjerë në Evropë, Shtetet e Bashkuara dhe Japoni. Në vitin 1985, ThyssenKrupp Steel AG (Gjermani) dhe Volkswagen AG (Gjermani) bashkëpunuan për të adoptuar me sukses boshllëkun e parë në botë të salduar me lazer në karrocerinë e Audi 100. Në vitet 1990, prodhuesit kryesorë të automobilave në Evropë, Amerikën e Veriut dhe Japoni filluan të përdorin gjerësisht teknologjinë e boshllëqeve të salduara me lazer në prodhimin e karrocerisë së automobilave. Përvoja praktike si nga laboratorët ashtu edhe nga prodhuesit e automobilave ka vërtetuar se boshllëqet e salduara me lazer mund të aplikohen me sukses në prodhimin e karrocerisë së automobilave. Saldimi me lazer me porosi përdor energjinë e lazerit për të bashkuar dhe salduar automatikisht disa çelikë, çelik inox, aliazhe alumini etj., me materiale, trashësi dhe veshje të ndryshme në një pllakë, profil ose panel sanduiç të integruar. Kjo përmbush kërkesat e ndryshme të performancës së materialeve të komponentëve dhe arrin pajisje të lehta me peshën më të lehtë, strukturën optimale dhe performancën më të mirë. Në vendet e zhvilluara si Evropa dhe Shtetet e Bashkuara,saldim me lazer me rrobaqepësiNuk përdoret vetëm në industrinë e prodhimit të pajisjeve të transportit, por zbatohet gjerësisht edhe në fusha të tilla si ndërtimi, urat, prodhimi i saldimit të pllakave të pajisjeve shtëpiake dhe saldimi i pllakave të çelikut në linjat e rrotullimit (lidhja e pllakave në rrotullim të vazhdueshëm). Ndërmarrjet e saldimit me lazer me famë botërore përfshijnë Soudonic (Zvicër), ArcelorMittal Group (Francë), ThyssenKrupp TWB (Gjermani), Servo-Robot (Kanada) dhe Precitec (Gjermani). Zbatimi i teknologjisë së boshllëqeve të salduara me lazer në Kinë sapo ka filluar. Më 25 tetor 2002, linja e parë profesionale komerciale e prodhimit të Kinës për boshllëqet e salduara me lazer u vu zyrtarisht në punë. U prezantua nga Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding nga ThyssenKrupp TWB (Gjermani). Më vonë, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., dhe ndërmarrje të tjera u vunë në prodhim me radhë. Në vitin 2003, vendet e huaja realizuan saldimin me tela mbushës me lazer CO₂ me rreze të dyfishtë dheSaldimi i telit mbushës me lazer YAGpër strukturën e panelit të murit të poshtëm prej lidhjeje alumini A318. Kjo teknologji zëvendësoi strukturën tradicionale të gozhduar, duke ulur peshën e trupit të avionit me 20% dhe duke kursyer 20% të kostos. Gong Shuili besonte se teknologjia e saldimit me lazer do të luante një rol të rëndësishëm në transformimin dhe përmirësimin e industrisë tradicionale të prodhimit të aviacionit në Kinë. Ai menjëherë aplikoi për një numër projektesh para-kërkimore të lidhura, organizoi një ekip kërkimor dhe mori drejtimin në futjen e teknologjisë së "saldimit me lazer me rreze të dyfishtë" në projektet kërkimore në Kinë. Që nga fillimi, ai planifikoi ta aplikonte këtë teknologji në prodhimin e avionëve. Ekipi i ekspertëve kinezë ia raportoi teknologjinë paraprake një instituti projektimi avionësh dhe promovoi avantazhet dhe fizibilitetin e saldimit me lazer me rreze të dyfishtë. Pas verifikimeve dhe vlerësimeve të shumta, instituti i projektimit vendosi ta aplikonte këtë teknologji në prodhimin e paneleve të murit me brinjë për një avion të caktuar, duke arritur qëllimin fillestar të aplikimit të teknologjisë së "saldimit me lazer me rreze të dyfishtë" në prodhimin e avionëve. Ai depërtoi në teknologji kyçe si kontrolli preciz i telit mbushës me saldim me lazer për lidhjet e lehta, zhvilloi një pajisje hibride saldimi me tela mbushës me lazer me rreze të dyfishtë të integruar dhe inovative, krijoi platformën e parë të Kinës për saldim me tela mbushës me lazer me rreze të dyfishtë me fuqi të lartë, realizoi saldimin sinkron me rreze të dyfishtë dhe dy anë të nyjeve T në struktura të mëdha me mure të holla dhe e aplikoi me sukses atë në prodhimin e saldimit të pjesëve kryesore strukturore të paneleve të murit me brinjë të aviacionit për herë të parë, duke luajtur një rol të rëndësishëm në zhvillimin e avionëve të rinj të Kinës. Në vitin 2003, grupi i parë vendas i pajisjeve të saldimit me shirita në shkallë të gjerë online i ofruar nga HG Laser kaloi pranimin jashtë linje. Kjo pajisje integron prerjen me lazer, saldimin dhe trajtimin termik, duke e bërë HG Laser një nga ndërmarrjet e katërta në botë të afta për të prodhuar pajisje të tilla. Në vitin 2004, projekti "Prerja, Saldimi me Lazer me Fuqi të Lartë dhe Teknologjia dhe Pajisjet e Përpunimit të Prerjes dhe Saldimit të Kombinuar" nga HG Laser Farley Laserlab fitoi Çmimin e Dytë të Çmimit Kombëtar të Progresit të Shkencës dhe Teknologjisë, duke e bërë atë ndërmarrjen e vetme lazer në Kinë me aftësinë e Kërkimit dhe Zhvillimit të kësaj teknologjie dhe pajisjeje. Me zhvillimin e shpejtë të industrisë industriale të lazerit, tregu ka paraqitur kërkesa më të larta për teknologjinë e përpunimit me lazer. Teknologjia lazer është zhvendosur gradualisht nga një aplikim i vetëm në aplikime të larmishme. Për sa i përket përpunimit me lazer, ai nuk kufizohet më vetëm në prerje ose saldim të vetëm. Kërkesa e tregut për pajisje të integruara të përpunimit me lazer që kombinojnë prerjen dhe saldimin është në rritje, dhe kështu kanë dalë pajisje të integruara të prerjes dhe saldimit me lazer. HG Laser Farley Laserlab zhvilloi makinën e prerjes dhe saldimit të integruar Walc9030, me një format ultra të madh prej 9×3 metrash, e cila aktualisht është pajisja më e madhe në botë për prerje dhe saldim me lazer të integruar. Walc9030 është një pajisje prerjeje dhe saldimi me format të madh që integronfunksionet e prerjes me lazer dhe saldimit me lazerËshtë i pajisur me një kokë prerëse profesionale dhe një kokë saldimi, dhe dy kokat e përpunimit ndajnë një rreze. Teknologjia e kontrollit numerik siguron që ato të mos ndërhyjnë me njëra-tjetrën. Pajisjet mund të kryejnë dy procese që kërkojnë prerje dhe saldim njëkohësisht. Mund të kalojnë lirisht midis prerjes së parë dhe saldimit, ose saldimit së pari dhe prerjes, duke realizuar funksionet e prerjes me lazer dhe saldimit me një pajisje pa nevojën për pajisje shtesë. Kjo kursen kostot e pajisjeve për prodhuesit e aplikimit, përmirëson efikasitetin e përpunimit dhe gamën e përpunimit. Për më tepër, për shkak të integrimit të prerjes dhe saldimit, saktësia e përpunimit është plotësisht e garantuar dhe performanca e pajisjeve është efikase dhe e qëndrueshme. Përveç kësaj, ka kapërcyer vështirësitë e deformimit termik të pllakave gjatë saldimit me porosi të pllakave ultra të mëdha dhe realizimin e qëndrueshëm të shtigjeve optike ultra të gjata fluturuese. Mund të bashkojë dy pllaka të sheshta me gjatësi 6 metra dhe gjerësi 1.5 metra në të njëjtën kohë, dhe sipërfaqja e salduar është e lëmuar dhe e sheshtë pa përpunim shtesë pasues. Në të njëjtën kohë, mund të presë pllaka me gjerësi 3 metra, gjatësi më shumë se 6 metra dhe trashësi më të vogël se 20 mm në një proces formimi pa pozicionim dytësor. Instituti i Automatizimit Shenyang, Akademia Kineze e Shkencave, zhvilloi bashkëpunim ndërkombëtar me Korporatën IHI (Japoni). Duke ndjekur strategjinë kombëtare të zhvillimit shkencor dhe teknologjik të "futjes, tretjes, përthithjes dhe ri-inovacionit", ai kapërceu disa teknologji kyçe tësaldim me lazer me rrobaqepësi, zhvilloi grupin e parë të linjave të plota të prodhimit të saldimit me lazer me porosi në Kinë në shtator 2006 dhe zhvilloi me sukses një sistem robotik saldimi me lazer, duke realizuar saldim me lazer të kurbave planare dhe hapësinore. Në tetor 2013, një ekspert kinez i saldimit fitoi Çmimin Brook, çmimin më të lartë akademik në fushën e saldimit. Instituti i Saldimit (TWI, Mbretëria e Bashkuar) rekomandon dhe nominon kandidatë çdo vit nga më shumë se 4,000 njësi anëtare në mbi 120 vende dhe së fundmi ia jep këtë çmim një eksperti në njohje të kontributeve të tyre të shquara në shkencën dhe teknologjinë e saldimit ose bashkimit dhe zbatimin e tij industrial. Ky çmim nuk është vetëm një njohje e Gong Shuili dhe ekipit të tij, por edhe një pohim i rolit të AVIC në promovimin e përparimit të teknologjisë së bashkimit të materialeve.
## Parametrat Strukturorë
### Pajisje Pune Përbëhet nga një oscilator optik dhe një medium i vendosur midis pasqyrave në të dy skajet e zgavrës së oscilatorit. Kur mediumi ngacmohet në një gjendje me energji të lartë, ai fillon të gjenerojë valë drite në fazë, të cilat reflektohen para dhe mbrapa midis pasqyrave në të dy skajet, duke formuar një efekt bashkimi fotoelektrik. Kjo amplifikon valët e dritës dhe kur merret energji e mjaftueshme, emetohet lazeri. Lazeri mund të përkufizohet gjithashtu si një pajisje që konverton burimet primare të energjisë si energjia elektrike, energjia kimike, energjia termike, energjia e dritës ose energjia bërthamore në rreze rrezatimi elektromagnetik me frekuenca optike specifike (drita ultravjollcë, drita e dukshme ose drita infra të kuqe). Ky konvertim mund të kryhet lehtësisht në disa media të ngurta, të lëngshme ose të gazta. Kur këto media ngacmohen në formën e atomeve ose molekulave, ato prodhojnë një rreze drite me pothuajse të njëjtën fazë dhe pothuajse një gjatësi vale të vetme - lazer. Për shkak të vetisë së tij në fazë dhe gjatësisë vale të vetme, këndi i divergjencës është shumë i vogël dhe mund të transmetohet në një distancë të gjatë përpara se të përqendrohet shumë për të ofruar funksione të tilla si saldimi, prerja dhe trajtimi termik. ### Klasifikimi i Lazerëve Kryesisht përdoren dy lloje lazerësh për saldim, përkatësisht lazerët CO₂ dhe lazerët Nd:YAG. Si lazerët CO₂ ashtu edhe lazerët Nd:YAG janë dritë infra të kuqe e padukshme me sy të lirë. Rrezja e gjeneruar nga lazeri Nd:YAG është kryesisht dritë infra të kuqe të afërt me një gjatësi vale prej 1.06μm. Përçuesit termikë kanë një shkallë relativisht të lartë thithjeje për dritën e kësaj gjatësie vale, dhe për shumicën e metaleve, reflektiviteti është 20%-30%. Rrezja infra të kuqe të afërt mund të fokusohet në një diametër prej 0.25 mm duke përdorur lente optike standarde. Rrezja e lazerit CO₂ është dritë infra të kuqe të largët me një gjatësi vale prej 10.6μm. Shumica e metaleve kanë një reflektivitet prej 80%-90% për këtë lloj drite, kështu që kërkohen lente optike speciale për të fokusuar rrezen në një diametër prej 0.75-1.0 mm. Fuqia e lazerëve Nd:YAG në përgjithësi mund të arrijë rreth 4,000-6,000W, dhe fuqia maksimale tani ka arritur në 10,000W. Në të kundërt, fuqia e lazerëve CO₂ mund të arrijë lehtësisht 20,000W ose edhe më shumë. Lazerët CO₂ me fuqi të lartë zgjidhin problemin e reflektivitetit të lartë përmes efektit të vrimës së çelësit. Kur sipërfaqja e materialit e rrezatuar nga pika e dritës shkrihet, formohet një vrimë çelësi. Kjo vrimë çelësi e mbushur me avull është si një trup i zi, i cili thith pothuajse të gjithë energjinë e dritës incidente. Temperatura e ekuilibrit brenda vrimës së çelësit arrin rreth 25,000°C, dhe reflektiviteti zvogëlohet me shpejtësi brenda pak mikrosekondave. Megjithëse fokusi i zhvillimit të lazerëve CO₂ ende përqendrohet në zhvillimin dhe kërkimin e pajisjeve, nuk bëhet më fjalë për rritjen e fuqisë maksimale të daljes, por për mënyrën e përmirësimit të cilësisë së rrezes dhe performancës së saj të fokusimit. Përveç kësaj, kur argoni përdoret si gaz mbrojtës për saldimin me lazer CO₂ me një fuqi mbi 10kW, ai shpesh shkakton plazmë të fortë, e cila zvogëlon thellësinë e depërtimit. Prandaj, heliumi, i cili nuk gjeneron plazmë, përdoret shpesh si gaz mbrojtës për saldimin me lazer CO₂ me fuqi të lartë. Zbatimi i kombinimeve të lazerëve diodikë për ngacmimin e kristaleve Nd:YAG me fuqi të lartë është një temë e rëndësishme kërkimore dhe zhvillimi, e cila do të përmirësojë shumë cilësinë e rrezeve lazer dhe do të formojë përpunim më efikas të lazerit. Përdorimi i vargjeve të drejtpërdrejta të diodave për të ngacmuar dhe nxjerrë lazerë në rajonin e afërt infra të kuqe ka arritur një fuqi mesatare prej 1kW dhe një efikasitet të konvertimit fotoelektrik prej gati 50%. Diodat gjithashtu kanë një jetëgjatësi më të gjatë shërbimi (10,000 orë), gjë që ndihmon në uljen e kostos së mirëmbajtjes së pajisjeve lazer. Zhvillimi i pajisjeve lazer në gjendje të ngurtë me pompë diode (DPSSL) po përparon gjithashtu.
Koha e postimit: 27 gusht 2025
