Ano ang mga Makabagong Teknolohiya sa Paghinang?

Ano ang mga Makabagong Teknolohiya sa Paghinang?

(1) Laser-Arc Hybrid Welding

Ang teknolohiya sa pagproseso ng high-energy beam ay itinuturing na pinaka-promising na teknolohiya sa pagproseso sa ika-21 siglo, na pinaniniwalaang "magdadala ng mga rebolusyonaryong pagbabago sa teknolohiya sa pagproseso ng materyal at pagmamanupaktura," at sa kasalukuyan ay ang pinakamabilis na lumalagong at pinakasinaliksik na teknikal na larangan.

Ang pag-unlad ngkagamitan sa hinangAng "malawakang saklaw" ay may dalawang kahulugan: ang isa ay ang pagtaas ng lakas ng kagamitan, at ang isa pa ay ang pagpapalaki ng mga bahaging hinang ng kagamitan. Dahil sa mataas na minsanang pamumuhunan sa mga advanced na kagamitan sa hinang, lalo na ang laser welding at electron beam welding equipment, ang pagtaas ng lakas, pagpapabuti ng lalim ng pagtagos at katatagan ng proseso ng hinang ay maaaring medyo makabawas sa mga gastos sa hinang, na ginagawa itong katanggap-tanggap sa industriya. Samakatuwid, ang teknolohiya ng hybrid welding na nakasentro sa mga laser ay nakakuha ng atensyon. Sa katunayan, ang laser-arc hybrid welding ay iminungkahi noon pang 1970s, ngunit ang matatag na mga aplikasyon sa industriya ay lumitaw lamang nitong mga nakaraang taon, na pangunahing nakikinabang sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser at kagamitan sa arc welding, lalo na ang pagpapabuti ng laser power at teknolohiya sa pagkontrol ng arc. Ang laser-arc hybrid ay pangunahing nagsasangkot ng kumbinasyon ng laser na may tungsten inert gas (TIG) arc, plasma arc, at active arc. Sa pamamagitan ng interaksyon sa pagitan ng laser at arc, ang mga pagkukulang ng bawat paraan ng hinang ay maaaring malampasan, na nagreresulta sa isang mahusay na hybrid effect.

Ang laser-arc hybrid welding ay makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan ng hinang, pangunahin na batay sa dalawang epekto: una, ang mataas na densidad ng enerhiya ay humahantong sa mas mataas na bilis ng hinang at nabawasang pagkawala ng init ng workpiece; pangalawa, ang epekto ng superposisyon ng interaksyon sa pagitan ng dalawang pinagmumulan ng init. Kapag hinang ang bakal, pinapatatag ng laser plasma ang arko; kasabay nito, pumapasok ang arko sa keyhole ng tinunaw na pool, na binabawasan ang pagkawala ng enerhiya. Ang kumbinasyon ng laser at TIG ay maaaring makabuluhang mapataas ang bilis ng hinang, halos doble kaysa sa TIG welding. Ang pagkasira ng tungsten electrode ay lubos ding nababawasan, na nagpapataas sa buhay ng serbisyo nito; ang anggulo ng uka ay maaari ring makabuluhang mabawasan, at ang cross-sectional area ng hinang ay katulad ng sa laser welding. Kung ikukumpara sa laser-single arc hybrid welding, ang laser-double arc hybrid welding ay maaaring mabawasan ang init na input ng hinang ng 25% at mapataas ang bilis ng hinang ng humigit-kumulang 30%.

Ang mga pangunahing bentahe ng laser-arc (o plasma arc) hybrid welding ay ang pinahusay na bilis ng hinang at lalim ng pagtagos. Dahil sa pag-init ng arko, tumataas ang temperatura ng metal, na binabawasan ang repleksyon ng metal sa laser at pinapataas ang pagsipsip ng enerhiya ng liwanag. Ang pamamaraang ito ay nasubukan na sa low-power CO₂ laser welding, pati na rin sa 12kW CO₂ laser welding at 2kW YAG laser na may optical fiber transmission, na naglalatag ng pundasyon para sa robotic laser-arc (o plasma arc) hybrid welding. Sa mga nakaraang taon, ang teknolohiya ng hybrid welding na nagmula sa laser-arc hybrid ay nakamit ang makabuluhang pag-unlad, at ang aplikasyon nito sa mga kumplikadong bahagi sa aerospace, militar, at iba pang sektor ay nakatanggap ng pagtaas ng atensyon. Sa kasalukuyan, ang teknolohiya ng hybrid welding na pinagsasama ang mga high-energy beam na may iba't ibang arko ay naging isa sa mga hotspot sa larangan ng high-energy beam welding.

(2) Pagwelding ng Friction Stir

Ang Friction Stir Welding (FSW) ay isang patentadong teknolohiya sa hinang na binuo ng Welding Institute (TWI) ng United Kingdom noong mga unang taon ng dekada 1990. Kaya nitong magwelding ng mga non-ferrous metal na mahirap iwelding gamit ang mga pamamaraan ng fusion welding.

Ang friction stir welding ay may mga bentahe tulad ng simpleng proseso ng pagdugtong, pinong mga butil sa hinang na dugtungan, mahusay na pagganap ng pagkapagod, tensile performance, at bending performance, hindi na kailangan ng mga welding wire o shielding gas, walang arc light, at mababang residual stress at deformation pagkatapos ng hinang. Ito ay inilapat na sa industriya ng aerospace ng mga mauunlad na bansa sa Europa at Amerika, at matagumpay na ginamit sa hinang ng mga thin-walled pressure vessel na gawa sa aluminum alloy na gumagana sa mababang temperatura, kinukumpleto ang straight butt joint ng mga longitudinal weld at ang circumferential butt joint ng mga circular weld. Ang teknolohiyang ito ay ginamit na sa bagong disenyo ng istruktura ng mga bagong sasakyan at inilapat sa aerospace, transportasyon, pagmamanupaktura ng sasakyan, at iba pang sektor ng industriya.

(3) Pagwelding gamit ang Vacuum Diffusion

Ang patuloy na paglitaw ng mga makabagong materyales ay nagdudulot ng mga bagong hamon sa mga teknolohiya ng pagdudugtong. Ang pagdudugtong ng maraming bagong materyales, tulad ng mga heat-resistant alloy, high-tech ceramics, intermetallic compounds, at mga composite material, lalo na ang pagdudugtong ng mga di-magkatulad na materyales, ay mahirap makamit gamit ang mga kumbensyonal na pamamaraan ng fusion welding, kaya naman umusbong ang solid-state diffusion bonding at iba pang mga teknolohiya. Halimbawa, ang teknolohiya ng superplastic forming-diffusion welding ay matagumpay na nailapat sa mga istruktura ng titanium alloy honeycomb ng mga sasakyang panghimpapawid. Ang mga seramika at metal ay maaaring pagdugtungin sa pamamagitan ng diffusion welding; ang aplikasyon ng transient liquid phase diffusion welding technology ay nakalutas sa maraming mahirap na problema sa pagdudugtong ng mga matitigas na materyales na hindi malulutas nghinang na pagsasanibnoong nakaraan.

Ang solid-state joining ay maaaring hatiin sa dalawang kategorya. Ang isa ay ang paraan ng pagdugtong na may mababang temperatura, mataas na presyon, at maikling panahon, na nagtataguyod ng malapit na pagdikit ng ibabaw ng workpiece at pagkapunit ng oxide film sa pamamagitan ng lokal na plastic deformation. Ang plastic deformation ang pangunahing salik sa pagbuo ng joint. Kabilang sa mga ganitong paraan ng pagdugtong anghinang na may friction, explosion welding, cold pressure welding, at hot pressure welding, na karaniwang tinatawag na pressure welding. Ang isa pa ay ang paraan ng diffusion bonding na may mataas na temperatura, mababang presyon, at medyo mahabang panahon, na karaniwang isinasagawa sa isang protective atmosphere o vacuum. Ang paraan ng pagdudugtong na ito ay nagbubunga lamang ng kaunting plastic deformation, at ang interface diffusion ang nangingibabaw na salik sa pagbuo ng dugtungan. Ang mga ganitong paraan ng pagdudugtong ay pangunahing kinabibilangan ng diffusion welding, tulad ng vacuum diffusion welding, transient liquid phase diffusion welding, hot isostatic pressing diffusion welding, at superplastic forming-diffusion welding.

Bukod sa patuloy na paglitaw ng mga makabagong pamamaraan ng hinang at mga bagong proseso (ang mga nabanggit ay ilan lamang sa mga halimbawa), ang antas ng mekanisasyon at automation ng iba't ibang pamamaraan ng hinang ay patuloy na umuunlad. Ang pag-unlad ng elektronikong teknolohiya, teknolohiya ng sensing, computer, at teknolohiya ng kontrol ay lubos na nag-udyok sa pag-unlad ng disiplina ng hinang, na nagtulak sa automation ng hinang na umusad tungo sa matalinong pagkontrol. Sa partikular, ang malawakang pagpapakilala ng mga robot ng hinang ay lumampas sa tradisyonal na rigid automation mode ng hinang, nagbukas ng isang bagong mode ng flexible automation sa hinang, at nagbigay ng mas malawak na espasyo sa pag-unlad para sa teknolohiya ng hinang. Ang hinang ay naging isang kailangang-kailangan na paraan ng pagproseso sa modernong pagmamanupaktura. Bukod dito, sa pag-unlad ng agham at teknolohiya at panlipunan at pang-ekonomiyang pag-unlad, ang mga larangan ng aplikasyon ng makabagong hinang/pagsasama ay patuloy na lalawak.

(4) Awtomatiko at Matalinong Pagwelding

Ang mekanisasyon at automation ay mahahalagang paraan upang mapabuti ang produktibidad ng hinang, matiyak ang kalidad ng produkto, at mapabuti ang mga kondisyon sa pagtatrabaho. Ang automation ng produksyon ng hinang ang direksyon ng pag-unlad ng teknolohiya ng hinang sa hinaharap. Ang pagpapabuti ng kahusayan at kalidad ng produksyon ng hinang ay may ilang mga limitasyon lamang mula sa pananaw ng mga proseso ng hinang. Ang mga pamamaraan ng hinang/pagdugtong tulad ng electron beam welding, laser welding, at friction stir welding ay may mahigpit na mga kinakailangan sa geometry ng uka at kalidad ng pag-assemble. Pagkatapos ng awtomatikong hinang, ang buong istraktura ng hinang ay maayos, tumpak, at maganda, na nagpapabago sa nakaraan na penomeno ng manu-manong operasyon sa mga workshop ng hinang.

Bilang isa sa mahahalagang simbolo ng pag-unlad ng modernong teknolohiya sa pagmamanupaktura at isang umuusbong na industriya ng teknolohiya, ang mga robot ay nagkaroon ng mahalagang epekto sa iba't ibang larangan ng mga industriyang high-tech. Ang kasalimuotan ng mga proseso ng pagmamanupaktura ng hinang at ang mahigpit na mga kinakailangan para sa kalidad ng hinang, kasama ang madalas na mahinang antas ng teknolohiya sa hinang at mga kondisyon sa pagtatrabaho, ay ginagawang espesyal na atensyon ang mga proseso ng hinang na maaaring mag-automate at magpa-intelligent sa proseso ng hinang. Sa kasalukuyan, 30% hanggang 40% ng mga robot sa buong mundo ang ginagamit sa teknolohiya ng hinang. Ang mga welding robot ay unang inilapat sa mga linya ng produksyon ng spot welding sa industriya ng automotive, at sa mga nakaraang taon, unti-unti silang lumawak sa iba pang mga larangan ng produksyon.

Ang unang pokus ng pag-unlad ngmatalinong hinangay ang sistema ng paningin. Ang mga kasalukuyang binuong sistema ng paningin ay maaaring magbigay-daan sa mga robot na awtomatikong baguhin ang tilapon ng paggalaw ng sulo ayon sa mga partikular na kondisyon habang nagwe-welding, at ang ilan ay maaaring napapanahong isaayos ang mga parameter ng proseso ayon sa laki ng uka.