ની અરજી લેસર ક્લેડીંગ ઉડ્ડયન ક્ષેત્રમાં ટેકનોલોજી

લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજી ધાતુની સપાટીઓના વસ્ત્રો પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, ગરમી પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકારમાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. હાલમાં, લેસર ક્લેડીંગ પરનું સંશોધન મુખ્યત્વે પ્રક્રિયાના વિકાસ, ક્લેડીંગ લેયર મટીરીયલ સિસ્ટમ, લેસર ક્લેડીંગનું ઝડપી નક્કરીકરણ માળખું, સબસ્ટ્રેટ સાથે ઈન્ટરફેસ બોન્ડીંગ અને પ્રદર્શન પરીક્ષણ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે.

ઉડ્ડયન ક્ષેત્ર એ રાષ્ટ્રીય સુરક્ષા અને વ્યૂહાત્મક ઉદ્યોગ સાથે સંબંધિત એક મહત્વપૂર્ણ ક્ષેત્ર છે જેને દેશ સમર્થન આપે છે. મારા દેશના ઉડ્ડયન ઉત્પાદનમાં લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીને કેવી રીતે વધુ સારી રીતે લાગુ કરવી તે ખૂબ વ્યૂહાત્મક મહત્વ છે. ઉડ્ડયન સામગ્રી એ શસ્ત્રો અને સાધનોના સંશોધન અને વિકાસ અને ઉત્પાદન માટે એક મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક આધાર અને તકનીકી અગ્રણી છે. ઉડ્ડયન સામગ્રીના સુધારણા માટે ઉડ્ડયન સામગ્રી સબસ્ટ્રેટ્સની કઠિનતા અને વસ્ત્રોના પ્રતિકારને મજબૂત બનાવવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇ-પાવર લેસરોનો વિકાસ અને ઉપયોગ ઉડ્ડયન સામગ્રીની સપાટીમાં ફેરફાર કરવા માટે નવા માધ્યમો પૂરા પાડે છે અને સામગ્રીની સપાટીને મજબૂત કરવાની તકનીકના વિકાસ માટે નવો માર્ગ ખોલે છે. સિરામિક સામગ્રીમાં ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા હોય છે જે ધાતુની સામગ્રી સાથે અનુપમ હોય છે. તેથી, ભાગોની વિવિધ સેવા શરતો અનુસાર યોગ્ય સિરામિક સામગ્રી પસંદ કરી શકાય છે. ઉચ્ચ ઉર્જા ઘનતાવાળા લેસર હીટિંગ તાપમાન અને ઝડપી હીટિંગ સ્પીડનો ઉપયોગ ધાતુની સામગ્રી (જેમ કે ટાઇટેનિયમ એલોય) ની સપાટી પરના સિરામિક કોટિંગ્સને ઓગળવા માટે કરી શકાય છે, આથી ઉચ્ચ પ્લાસ્ટિસિટી સાથે સિરામિક સામગ્રીના ઉત્તમ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકારને સજીવ રીતે જોડી શકાય છે. ધાતુની સામગ્રીની કઠિનતા, જે ઉડ્ડયન ભાગોની સેવા જીવનમાં મોટા પ્રમાણમાં સુધારો કરી શકે છે.

એરક્રાફ્ટના ભાગોના ઉત્પાદનમાં લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ

કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓમાં ભાર સહન કરવા ઉપરાંત, એરક્રાફ્ટ બોડી અને એન્જિનના ટાઇટેનિયમ એલોય ઘટકો પણ એન્જિનના પ્રારંભ/બંધ ચક્રને કારણે થર્મલ થાક લોડ બનાવશે. વૈકલ્પિક તાણ અને થર્મલ થાકની બેવડી અસરો હેઠળ, વિવિધ ડિગ્રીની તિરાડો પેદા થશે, જે શરીર અથવા એન્જિનના સેવા જીવનને ગંભીર અસર કરશે અને ફ્લાઇટની સલામતીને પણ જોખમમાં મૂકશે. તેથી, એવિએશન ટાઇટેનિયમ એલોય સ્ટ્રક્ચર્સની સપાટીને મજબૂત બનાવવાની પદ્ધતિઓનો અભ્યાસ કરવો જરૂરી છે જેથી તેઓ તેમના પ્રભાવના ફાયદાઓને સંપૂર્ણ રીતે ભજવે અને તેનો વધુ વ્યાપક ઉપયોગ કરી શકે.

સિરામિક્સને ઓક્સાઇડ સિરામિક્સ અને કાર્બાઇડ સિરામિક્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ, ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ, કોબાલ્ટ ઑક્સાઈડ, ક્રોમિયમ ઑક્સાઈડ અને તેમના સંયુક્ત સંયોજનોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ ઑક્સાઈડ સિરામિક્સ થાય છે અને તે સિરામિક કોટિંગ્સ તૈયાર કરવા માટેની મુખ્ય સામગ્રી પણ છે. કાર્બાઇડ સિરામિક્સ તેમના પોતાના પર કોટિંગ તૈયાર કરવા મુશ્કેલ છે. તેઓ સામાન્ય રીતે મેટલ સિરામિક્સ બનાવવા માટે કોબાલ્ટ અથવા નિકલ બેઝ સાથે સ્વ-ગલન એલોય સાથે તૈયાર કરવામાં આવે છે. આવા ધાતુના સિરામિક્સમાં ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉત્તમ ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રદર્શન હોય છે અને તેનો વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક, ઘર્ષણ-પ્રતિરોધક અને કાટ-પ્રતિરોધક કોટિંગ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ટંગસ્ટન કાર્બાઇડ, ટાઇટેનિયમ કાર્બાઇડ અને ક્રોમિયમ કાર્બાઇડનો સમાવેશ થાય છે. લેસર ક્લેડીંગ સામગ્રીની સપાટી પર પ્રથમ સંક્રમણ સ્તર સામગ્રી (જેમ કે NiCr, NAI, NiCrAl, Mb, વગેરે) ઉમેરીને અને પછી સંક્રમણમાં Ni અને Cr એલોયને ઓગાળવા માટે પલ્સ્ડ લેસર ક્લેડીંગનો ઉપયોગ કરીને સિરામિક કોટિંગ્સ તૈયાર કરવા માટે વાપરી શકાય છે. સ્તર અને Al2O3, Zr02 અને અન્ય સામગ્રીઓ સિરામિક્સમાં સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર છિદ્રાળુતા બનાવે છે. સબસ્ટ્રેટમાં ધાતુના પરમાણુઓ પણ સિરામિક સ્તરમાં ફેલાય છે, જેનાથી કોટિંગની રચના અને કામગીરીમાં સુધારો થાય છે. એરક્રાફ્ટ એન્જીન ટર્બાઇન બ્લેડ માટે સિરામિક કોટિંગ્સના લેસર ક્લેડીંગનો ઉપયોગ કરવો એ એક ઉચ્ચ તકનીકી તકનીક છે જેમાં શ્રેષ્ઠ ઉપયોગ મૂલ્ય છે.

ટાઇટેનિયમ એલોયનો વ્યાપકપણે એરક્રાફ્ટ ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે Ti-6AI-4V ટાઇટેનિયમ એલોય, જેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ તાકાત/વજન ગુણોત્તર, ગરમી પ્રતિકાર, થાક પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર સાથેના મુખ્ય ઘટકોના ઉત્પાદન માટે થાય છે. જો કે, આ ટાઇટેનિયમ એલોયની પ્રક્રિયા અને ઉત્પાદનમાં, પરંપરાગત પ્રક્રિયા પદ્ધતિઓમાં ઘણી નબળાઈઓ છે જેને દૂર કરવી મુશ્કેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પાર્ટીશનોનું ઉત્પાદન દાંતાવાળી એલોય પ્લેટોથી બનેલું હોય છે જે ઘણા ઇંચ જાડા હોય છે અને તેનું વજન દસ કિલોગ્રામ હોય છે, અને આ તૈયાર એલોય પ્લેટો મેળવવામાં એક વર્ષથી વધુ સમય લાગે છે. કારણ કે તેની પ્રક્રિયા કરવી મુશ્કેલ છે, આવા ભાગોને પ્રક્રિયા કરવા માટે મશીનિંગ સેન્ટરમાં સેંકડો કલાકો કામ લાગે છે, અને ઘણાં બધાં ટૂલ પહેરે છે. લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજી આ સંદર્ભમાં તેના મહાન ફાયદા છે, જે ટાઇટેનિયમ એલોયની સપાટીને મજબૂત બનાવી શકે છે અને ઉત્પાદનનો સમય ઘટાડી શકે છે.

લેસર ક્લેડીંગ એ આધુનિક ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો માટે સૌથી વધુ સંભવિત અને નોંધપાત્ર આર્થિક મૂલ્ય ધરાવતી સપાટી ફેરફારની તકનીકોમાંની એક છે. 1980 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, યુનાઇટેડ કિંગડમના રોલ્સ-રોયસે RB211 ટર્બાઇન એન્જિન કેસીંગના સાંધાને સખત બનાવવા માટે લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કર્યો અને સારા પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા.

તાજેતરના વર્ષોમાં, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં એરોમેટના સંશોધન અને વિકાસમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ થઈ છે, અને તેમના Ti-6Al-4V ટાઇટેનિયમ એલોય લેસર ક્લેડીંગ ભાગોની બહુવિધ શ્રેણીને વાસ્તવિક ફ્લાઇટ્સમાં ઉપયોગ માટે મંજૂરી આપવામાં આવી છે. તેમાંથી, F-22 ફાઇટર પરના બે પૂર્ણ-કદના સાંધા 2 ગણા થાક જીવનની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરે છે, F/A-18E/F ની વિંગ રૂટ રિંગ 4 ગણી થાક જીવનની જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરે છે, અને કનેક્ટિંગ સળિયા લિફ્ટિંગ માટે ફ્લાઇટ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે અને જીવન મૂળ તકનીકી આવશ્યકતાઓને 30% કરતા વધારે છે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલૉજીનો ઉપયોગ કરીને સપાટીને મજબૂત કરીને ઉત્પાદિત ટાઇટેનિયમ એલોય ભાગો માત્ર પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓ દ્વારા ઉત્પાદિત ભાગોને પ્રભાવમાં જ નહીં, પણ ઉત્પાદન ખર્ચમાં 20% ~ 40% જેટલો ઘટાડો કરે છે અને સામગ્રી અને પ્રક્રિયાના ફાયદાઓને કારણે ઉત્પાદન ચક્રને લગભગ 80% ઘટાડે છે. ઉડ્ડયન ભાગોના સમારકામમાં લેસર ક્લેડીંગની અરજીએ આદર્શ પરિણામો પ્રાપ્ત કર્યા છે.

લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીની સીધી અસર વિમાનના સમારકામ પર પડે છે. તેના ફાયદાઓમાં સમારકામ પ્રક્રિયાઓનું ઓટોમેશન, નીચા થર્મલ તણાવ અને થર્મલ વિકૃતિનો સમાવેશ થાય છે. જેમ જેમ લોકો અપેક્ષા રાખે છે કે એરક્રાફ્ટનું આયુષ્ય સતત વધતું જાય, વધુ જટિલ સમારકામ અને ઓવરહોલ પ્રક્રિયાઓ જરૂરી છે. ટર્બાઇન એન્જિનના બ્લેડ, ઇમ્પેલર્સ અને ફરતી એર સીલ જેવા ભાગોને સપાટીના લેસર ક્લેડીંગ મજબૂતીકરણ દ્વારા સમારકામ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, લેસર મેલ્ટિંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ વિમાનના ભાગોમાં તિરાડોને સુધારવા માટે થાય છે. સામાન્ય રીતે જાડા-દિવાલોવાળા ભાગોમાં કેટલીક બિન-વેપાર તિરાડો જોવા મળે છે. તિરાડની ઊંડાઈ સીધી રીતે માપી શકાતી નથી, અને અન્ય રિપેર તકનીકો ભૂમિકા ભજવી શકતી નથી. લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. તિરાડની સ્થિતિ અનુસાર, ક્રેકને ઘણી વખત ગ્રાઇન્ડીંગ કરીને અને ખામી શોધીને ધીમે ધીમે દૂર કરી શકાય છે. ગ્રાઇન્ડીંગ પછીના ગ્રુવ્સને લેસર ક્લેડીંગ અને પાઉડર એડેડ મલ્ટિ-લેયર ક્લેડીંગ પ્રક્રિયાથી ક્ષતિગ્રસ્ત માળખું પુનઃબીલ્ડ કરી શકાય છે અને તેની કામગીરી પુનઃસ્થાપિત કરી શકાય છે.

કૃપા કરીને સલાહ લો Huirui-લેસર એન્જિન ટર્બાઇન બ્લેડના લેસર ક્લેડીંગ માટે વપરાતી બેઝ મટિરિયલ અને એલોય પાવડર માટે. ક્લેડીંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પાવડર કણો ગોળાકાર અને 150μm કરતા ઓછા કદના હોય છે. શ્રેષ્ઠ ક્લેડીંગ અસર મેળવવા માટે વિવિધ એલોય પાઉડરના ક્લેડીંગ લેયર માટે વિવિધ પ્રક્રિયા પરિમાણોનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

ક્ષતિગ્રસ્ત ટર્બાઇન બ્લેડની ટોચની મૂળ ઊંચાઈ પર સમારકામ કરો. લેસર ક્લેડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, લેસર બીમ બ્લેડની ટોચ પર ખૂબ જ છીછરી ગલન ઊંડાઈ બનાવે છે, અને વેલ્ડ બનાવવા માટે બ્લેડની ટોચ પર મેટલ પાવડર જમા થાય છે. કમ્પ્યુટર આંકડાકીય નિયંત્રણ હેઠળ, વેલ્ડ લેયર ક્લેડીંગ લેયરને વધારે છે. લેસર ક્લેડીંગ દ્વારા ક્ષતિગ્રસ્ત બ્લેડથી વિપરીત, મેન્યુઅલ ટંગસ્ટન ઇનર્ટ ગેસ આર્ક ક્લેડીંગના બ્લેડને ક્લેડીંગ પછી વધારાની પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે. ઠંડકની પ્રક્રિયા દરમિયાન રચાયેલી ગેપને બહાર કાઢવા માટે બ્લેડની ટોચ પર ચોક્કસ પ્રક્રિયા કરવી આવશ્યક છે, જ્યારે લેસર ક્લેડીંગ આ પ્રક્રિયા પ્રક્રિયાઓને છોડી દે છે અને સમય અને ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો કરે છે.

ઉડ્ડયન ક્ષેત્રમાં, એરક્રાફ્ટ એન્જિનના ફાજલ ભાગો ખૂબ ખર્ચાળ છે, તેથી ઘણા કિસ્સાઓમાં, સ્પેરપાર્ટ્સની મરામત વધુ ખર્ચ-અસરકારક છે. જો કે, સમારકામ કરેલા ભાગોની ગુણવત્તા ફ્લાઇટ સલામતીની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી હોવી જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે એરક્રાફ્ટ એન્જિનના પ્રોપેલર બ્લેડની સપાટીને નુકસાન થાય છે, ત્યારે તેને કેટલીક સપાટી સારવાર તકનીક દ્વારા સમારકામ કરવું આવશ્યક છે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ એરક્રાફ્ટ પ્રોપેલર બ્લેડના લેસર ત્રિ-પરિમાણીય સપાટી ક્લેડીંગ રિપેર માટે સારી રીતે થઈ શકે છે.

એવા વાસ્તવિક કિસ્સાઓ છે કે જ્યાં એરક્રાફ્ટ એન્જિનના બ્લેડને લેસર દ્વારા રિપેર કરવામાં આવે છે. ક્લેડીંગ મટિરિયલ (એલોય પાઉડર) Inconel625 (Cr-Ni-Fe 625 એલોય પાવડર) છે, અને બ્લેડ સામગ્રી Inconel713 છે. મેટાલોગ્રાફિક પદ્ધતિ દ્વારા ક્લેડીંગ લેયરના ક્રોસ-સેક્શનને શોધીને, તે શોધી શકાય છે કે લેસર ક્લેડીંગ પછી, બ્લેડ બેઝ મટિરિયલ અને ક્લેડીંગ લેયર વચ્ચે મેટલર્જિકલ ક્લેડીંગ ટ્રાન્ઝિશન ઝોન રચાય છે. નિષ્કર્ષ લેસર ક્લેડીંગ તકનીકની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા અને ઉત્તમ પ્રદર્શનને સાબિત કરે છે.

લેસર ક્લેડીંગ સામગ્રીની સપાટી પર એલોય ક્લેડીંગ સ્તરને મજબૂત બનાવી શકે છે અને એલોય સપાટીના યાંત્રિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે. ઓવરલે એલોય પાવડર ઉચ્ચ એપ્લિકેશન મૂલ્ય સાથે એક આદર્શ લેસર ક્લેડીંગ સામગ્રી છે. ઓવરલે એલોય પાવડરને લેસર બીમના ઇરેડિયેશન હેઠળ ઝડપથી ઓગળી શકાય છે અને પછી ઉડ્ડયન ઘટકની સપાટી પર ઢાંકી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા પ્રી-કોટિંગ પદ્ધતિ અપનાવી શકે છે. પ્રી-કોટેડ સામગ્રી વાયર, પ્લેટ, પાવડર, વગેરે હોઈ શકે છે. સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી એલોય પાવડર છે. લેસર ક્લેડીંગ પહેલા ક્લેડીંગ સામગ્રીને ક્લેડીંગ કરવા માટે સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર પહેલાથી મૂકે છે, અને પછી સપાટીને મજબૂત બનાવવા માટે ઓગળેલા ક્લેડીંગ સામગ્રી અને સબસ્ટ્રેટની સપાટીને સ્કેન કરવા માટે લેસર બીમનો ઉપયોગ કરે છે.

ક્લેડીંગ વિસ્તાર લેસર બીમ અને પાવડર ફીડિંગ સિસ્ટમની ક્રિયા હેઠળ રચાય છે. સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી અને એલોય પાવડર સપાટીના ક્લેડીંગ સ્તરના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે. લેસર પીગળેલા પૂલ બનાવવા માટે સબસ્ટ્રેટની સપાટીને સીધું જ ઇરેડિયેટ કરે છે, અને એલોય પાવડર પીગળેલા પૂલની સપાટી પર મોકલવામાં આવે છે. સબસ્ટ્રેટ સપાટીના ઓક્સિડેશનને રોકવા માટે લેસર ક્લેડીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન આર્ગોનને પીગળેલા પૂલમાં પણ મોકલવામાં આવે છે. સબસ્ટ્રેટની સપાટી પર પીગળેલા પૂલની રચના થાય છે. જો એલોય પાવડર અને સબસ્ટ્રેટ સપાટી બંને નક્કર હોય, તો એલોય પાવડર કણો જ્યારે સબસ્ટ્રેટ સપાટીના સંપર્કમાં આવે ત્યારે બહાર નીકળી જશે અને ક્લેડીંગ માટે સબસ્ટ્રેટ સપાટીને વળગી રહેશે નહીં. જો સબસ્ટ્રેટની સપાટી પીગળેલા પૂલની સ્થિતિમાં હોય, તો એલોય પાવડર કણો જ્યારે સબસ્ટ્રેટની સપાટીના સંપર્કમાં આવે છે ત્યારે તેને વળગી રહેશે, અને લેસર ક્લેડીંગ લેસર બીમની ક્રિયા હેઠળ ક્લેડીંગ બેલ્ટ બનાવવા માટે થશે.

લેસર ક્લેડીંગ લેયરનો વસ્ત્રો પ્રતિકાર કઠિનતાના પ્રમાણમાં છે. સામાન્ય રીતે ક્લેડીંગ લેયરની કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને થાક પ્રતિકારને સંતુલિત કરવું મુશ્કેલ છે. લેસર ક્લેડીંગ પ્રક્રિયા દ્વારા સબસ્ટ્રેટ સપાટીની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને રાસાયણિક રચનાને સુધારી શકાય છે.

લેસર ક્લેડીંગ પ્રક્રિયામાં ટંગસ્ટન ઇનર્ટ ગેસ વેલ્ડીંગ (TIG) ક્લેડીંગ પ્રક્રિયા કરતાં વધુ ફાયદા છે. લેસર ક્લેડીંગ લેયરના ગુણધર્મો ક્લેડીંગ એલોય તત્વોના પ્રમાણ પર આધાર રાખે છે. શ્રેષ્ઠ અપેક્ષિત અસર હાંસલ કરવા માટે, સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીના મંદન અસરને શક્ય તેટલું ટાળવું આવશ્યક છે, કારણ કે ક્લેડીંગ સ્તરની કઠિનતા સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીના મંદન માટે વિપરીત પ્રમાણમાં છે. Inconel 792 એલોયની સપાટી પર, લેસર ક્લેડીંગ અને ટંગસ્ટન ઇનર્ટ ગેસ વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ Rene142 એલોય પાવડરને ઢાંકવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. માઇક્રોહાર્ડનેસની સરખામણી દર્શાવે છે કે લેસર ક્લેડીંગ દ્વારા ઉત્પાદિત મજબુત સપાટીના સ્તરની કઠિનતા ટંગસ્ટન ઇનર્ટ ગેસ વેલ્ડીંગ ક્લેડીંગની સપાટીની કઠિનતા કરતા વધારે છે. તેનું કારણ લેસર ક્લેડીંગ લેયરનો ઊંચો ઘનકરણ દર અને પીગળેલા પૂલમાં પેદા થતી મજબૂત સંવહન અસર છે. તેથી, ટંગસ્ટન ઇનર્ટ ગેસ વેલ્ડીંગ ક્લેડીંગ કરતાં ઉડ્ડયન ક્ષેત્રમાં લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજી વધુ મૂલ્યવાન છે.

સંબંધિત ડેટા દર્શાવે છે કે લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજી દ્વારા રિપેર કરાયેલા ઉડ્ડયન ભાગોની મજબૂતાઈ મૂળ શક્તિના 90% કરતા વધુ સુધી પહોંચી શકે છે. વધુ અગત્યનું, તે સમારકામનો સમય ઘટાડે છે અને ફરતા ભાગોના ઝડપી સમારકામની સમસ્યાનું નિરાકરણ લાવે છે જે મહત્વપૂર્ણ સાધનોના સતત અને વિશ્વસનીય સંચાલન માટે હલ થવી જોઈએ.

ઉડ્ડયન સામગ્રીની સપાટીના ફેરફારમાં લેસર ક્લેડીંગનો ઉપયોગ

ઉચ્ચ કઠિનતા, વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક અને ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રતિરોધક કોટિંગ્સની લેસર ક્લેડીંગ

સ્થાનિક સપાટીના નુકસાનને કારણે હાઇ-સ્પીડ, ઉચ્ચ-તાપમાન, ઉચ્ચ-દબાણ અને ક્ષતિગ્રસ્ત વાતાવરણમાં કામ કરતા મહત્વના ભાગોના સ્ક્રેપિંગને રોકવા અને ભાગોની સેવા જીવન વધારવા માટે, વિશ્વભરના દેશો વિવિધ તકનીકો વિકસાવવા માટે પ્રતિબદ્ધ છે. ભાગોની સપાટીની કામગીરીમાં સુધારો. પારંપારિક સપાટીમાં ફેરફાર કરવાની તકનીકો (જેમ કે સ્પ્રેઇંગ, પ્લેટિંગ, સરફેસિંગ વગેરે) નબળા ઇન્ટરલેયર બોન્ડિંગ અને નબળા સોલિડ-સ્ટેટ પ્રસારને કારણે આદર્શ નથી. ઉચ્ચ-પાવર લેસરો અને બ્રોડબેન્ડ સ્કેનિંગ ઉપકરણોનો ઉદભવ સામગ્રીની સપાટીના ફેરફાર માટે એક નવો અને અસરકારક માધ્યમ પૂરો પાડે છે. લેસર ક્લેડીંગ એ ઉચ્ચ આર્થિક લાભો સાથે સપાટી સુધારણા તકનીકનો એક નવો પ્રકાર છે. તે સસ્તા, નીચા-પ્રદર્શન સબસ્ટ્રેટ પર ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ક્લેડીંગ સ્તરો તૈયાર કરી શકે છે, જેનાથી સામગ્રી ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે, કિંમતી દુર્લભ ધાતુઓની બચત થાય છે અને ધાતુના ભાગોની સેવા જીવન વધી શકે છે.

ટાઇટેનિયમ એલોય અને એલ્યુમિનિયમ એલોય આધુનિક એરક્રાફ્ટ ઉત્પાદનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ચોથી પેઢીના ફાઇટર F-22 ના ફ્યુઝલેજમાં ટાઇટેનિયમ એલોયનો ઉપયોગ 41% સુધી પહોંચી ગયો છે, અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં અદ્યતન V2500 એન્જિનમાં ટાઇટેનિયમ એલોયનો ઉપયોગ પણ લગભગ 30% સુધી પહોંચી ગયો છે. . ટાઇટેનિયમ અને ટાઇટેનિયમ એલોયમાં ઉચ્ચ ચોક્કસ શક્તિ, ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર અને સારા ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર હોય છે, જે ફ્યુઝલેજનું વજન ઘટાડી શકે છે અને થ્રસ્ટ-ટુ-વેઇટ રેશિયોમાં સુધારો કરી શકે છે. ટાઇટેનિયમ એલોયના ગેરફાયદા ઓછી કઠિનતા અને નબળા વસ્ત્રો પ્રતિકાર છે. શુદ્ધ ટાઇટેનિયમની કઠિનતા 150~200HV છે, અને ટાઇટેનિયમ એલોય સામાન્ય રીતે 350HV કરતાં વધી જતા નથી. ઘણા કિસ્સાઓમાં, કાટ નિવારણમાં ભૂમિકા ભજવવા માટે ટાઇટેનિયમ અને ટાઇટેનિયમ એલોયની સપાટી પર ગાઢ ઓક્સાઇડ ફિલ્મ બનાવવામાં આવશે. જો કે, જ્યારે ઓક્સાઇડ ફિલ્મ તૂટી જાય છે, પર્યાવરણ ખરાબ હોય છે અથવા ક્રેક કાટ થાય છે, ત્યારે ટાઇટેનિયમ એલોયનો કાટ પ્રતિકાર ઘણો ઓછો થશે.

યુએસ એફ-35 ફાઇટર જેટ પર એલ્યુમિનિયમ એલોયનો કુલ જથ્થો, જેણે 2000 માં પ્રથમ વખત ઉડાન ભરી હતી, તે 30% થી વધુ છે. જો કે, એલ્યુમિનિયમ એલોયની મજબૂતાઈ પૂરતી ઊંચી નથી, અને ઉપયોગ દરમિયાન પ્લાસ્ટિકની વિકૃતિ ઉત્પન્ન કરવી સરળ છે, ખાસ કરીને નીચી સપાટીની કઠિનતા અને એલ્યુમિનિયમ એલોયની નબળી વસ્ત્રો પ્રતિકાર, જે તેના ઉપયોગને અમુક અંશે પ્રતિબંધિત કરે છે.

લેસર ક્લેડીંગ પછી ટાઇટેનિયમ એલોય સપાટીની માઇક્રોહાર્ડનેસ 800-3000HV છે. એલ્યુમિનિયમ એલોયની સપાટીને મજબૂત કરવા માટે લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ એ નબળા વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને એલ્યુમિનિયમ એલોય સપાટીના સરળ પ્લાસ્ટિક વિકૃતિની સમસ્યાઓ હલ કરવાનો અસરકારક માર્ગ છે. સપાટીને મજબૂત કરવાની અન્ય પદ્ધતિઓની તુલનામાં, આ પદ્ધતિમાં મજબૂતીકરણ સ્તર અને એલ્યુમિનિયમ મેટ્રિક્સ વચ્ચે ધાતુશાસ્ત્રીય બંધન લાક્ષણિકતાઓ છે, અને ઉચ્ચ બંધન શક્તિ ધરાવે છે. ક્લેડીંગ લેયરની જાડાઈ 1~3mm સુધી પહોંચે છે, માળખું ખૂબ જ સરસ છે, ક્લેડીંગ લેયરમાં ઉચ્ચ કઠિનતા, સારી વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને મજબૂત બેરિંગ ક્ષમતા હોય છે, આમ સોફ્ટ મેટ્રિક્સ અને મજબૂતીકરણ વચ્ચે તાણની અસંગતતાને કારણે તિરાડોની રચનાને ટાળે છે. સ્તર વધુમાં, ટાઇટેનિયમ એલોય અને એલ્યુમિનિયમ એલોયની સપાટી પર ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સિરામિક કોટિંગ્સને ક્લેડીંગ કરીને, સામગ્રીના વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકારમાં ઘણો સુધારો કરી શકાય છે.

થર્મલ બેરિયર કોટિંગ્સ મેળવવા માટે લેસર ક્લેડીંગ

તાજેતરના વર્ષોમાં, ઉડ્ડયન એન્જિન ગેસ ટર્બાઇન્સ ઉચ્ચ પ્રવાહ ગુણોત્તર, ઉચ્ચ થ્રસ્ટ-ટુ-વેટ રેશિયો અને ઉચ્ચ ઇનલેટ તાપમાનની દિશામાં વિકસિત થયા છે. કમ્બશન ચેમ્બરમાં ગેસનું તાપમાન અને ગેસનું દબાણ સતત સુધારેલ છે. ઉદાહરણ તરીકે, લશ્કરી એરક્રાફ્ટ એન્જિનના ટર્બાઇન પહેલાંનું તાપમાન 1800℃ સુધી પહોંચી ગયું છે, અને કમ્બશન ચેમ્બરમાં તાપમાન 2000℃~2200℃ સુધી પહોંચી ગયું છે. આવા ઊંચા તાપમાને હાલના ઉચ્ચ-તાપમાન એલોયના ગલનબિંદુને વટાવી દીધું છે. કૂલિંગ ટેક્નોલોજીમાં સુધારો કરવા ઉપરાંત, ઉચ્ચ-તાપમાન એલોય હોટ એન્ડ ઘટકોની સપાટી પર થર્મલ બેરિયર કોટિંગ્સ (થર્મલ બેમર કોટિંગ, ટીબીસી) તૈયાર કરવાનું પણ ખૂબ અસરકારક માધ્યમ છે. તે તાપમાનના ઢાળ, થર્મલી પ્રેરિત તાણ અને આધાર સામગ્રીની સેવા સ્થિરતા ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઉડ્ડયન એન્જિનોની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે 1700℃ અથવા તેથી વધુની હીટ ઇન્સ્યુલેશન અસર પ્રાપ્ત કરી શકે છે. 1970 ના દાયકામાં, સિરામિક થર્મલ બેરિયર કોટિંગ્સ (ટીબીસી) નો સફળતાપૂર્વક J-75 ગેસ ટર્બાઇન બ્લેડ માટે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો, અને વિશ્વભરના દેશોએ તેના પર સામગ્રીથી લઈને તૈયારી પ્રક્રિયાઓ સુધીના ઊંડાણપૂર્વકના સંશોધનમાં ભારે રોકાણ કર્યું છે.

1980 ના દાયકાથી, સામગ્રીની સપાટી પર સિરામિક સ્તરના લેસર ગલનથી ગાઢ સ્તંભાકાર સ્ફટિક માળખું પ્રાપ્ત થયું છે, જે તાણ સહનશીલતામાં સુધારો કરે છે; ગાઢ અને સમાન લેસર રિમેલ્ટિંગ માળખું અને ઓછી છિદ્રાળુતા બોન્ડિંગ લેયરના ઓક્સિડેશન દરને ઘટાડી શકે છે અને કાટરોધક માધ્યમોના પ્રવેશને અટકાવી શકે છે. ઉચ્ચ-પાવર લેસરનો ઉપયોગ સિરામિક અથવા ધાતુના પાઉડરને સીધો ઇરેડિયેટ કરવા, તેને ઓગળવા અને સપાટી પર લંબરૂપ સ્તંભાકાર સ્ફટિક માળખું મેળવવા માટે ધાતુની સપાટી પર મેટલર્જિકલ બોન્ડ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. ક્લેડીંગ લેયરનો નક્કરતા ક્રમ સપાટીથી અંદર સુધી હોવાથી, સપાટીનું માળખું પ્રમાણમાં સારું છે, અને આવી રચના થર્મલ તણાવને દૂર કરવા માટે અનુકૂળ છે. ઉદાહરણ તરીકે, 8% (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) yttria આંશિક રીતે સ્થિર ઝિર્કોનિયા (YPSZ) થર્મલ બેરિયર કોટિંગ લેસર ક્લેડીંગ દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું. સમાન રીતે મિશ્રિત પાવડરને સબસ્ટ્રેટ પર પણ મૂકી શકાય છે, અને મિશ્રિત પાવડરને ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર દ્વારા ઇરેડિયેટ કરવામાં આવે છે. પાવડર સારી રીતે ઓગળે છે અને લેસર પાવર, સ્પોટ સાઈઝ અને સ્કેનિંગ સ્પીડને એડજસ્ટ કરીને પીગળેલા પૂલની રચના થાય છે. આ આધારે, રચનામાં ફેરફાર કરીને એલોય પાવડરને પીગળેલા પૂલમાં સતત ઉમેરવામાં આવે છે, અને ગ્રેડિએન્ટ કોટિંગ મેળવવા માટે ઉપરોક્ત પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે છે.

લેસર ક્લેડીંગ મુખ્ય ઘટકોની સપાટી પર સુપર વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક અને કાટ-પ્રતિરોધક એલોય ઘટકોની સેવા જીવન વધારી શકે છે અને ઘટકોની સપાટીના વિરૂપતા વિના ઉત્પાદન ચક્રને ટૂંકું કરી શકે છે. લેસર ક્લેડીંગ દ્વારા ઉત્પાદિત થર્મલ બેરિયર કોટિંગ સારી થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન અસર ધરાવે છે અને તાપમાનના ઢાળ, થર્મલી પ્રેરિત તાણ અને બેઝ મટિરિયલની સ્થિર સેવા ઘટાડવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એરક્રાફ્ટ એન્જિનની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.

ઉપસંહાર
લેસર ક્લેડીંગ ટેકનોલોજી ઉડ્ડયન ઉદ્યોગના વિકાસમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજી એરક્રાફ્ટના ભાગોની સપાટીની કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને થાક પ્રતિકાર સુધારી શકે છે, સામગ્રીની સેવા જીવન વધારી શકે છે અને પ્રક્રિયા ખર્ચ બચાવવા માટે પહેરવામાં આવેલા ભાગોના સમારકામ માટે પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજી એરક્રાફ્ટના ભાગોના ઉત્પાદન માટે લાગુ કરવામાં આવે છે, જે વર્કપીસની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને ઘટાડી શકે છે અને ભાગોની ગુણવત્તામાં સુધારો કરી શકે છે. આજના વિજ્ઞાન અને ટેક્નોલોજીની પ્રગતિ સાથે, એરક્રાફ્ટની એકંદર કામગીરીમાં વધુ સુધારો થશે, અને સામગ્રી માટેની આવશ્યકતાઓ વધુને વધુ ઉચ્ચ બનશે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીનો વધુ સુધારો અને વિકાસ ઉડ્ડયન ઉદ્યોગની તકનીકી પ્રગતિમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવશે. લેસર ક્લેડીંગ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે ઉડ્ડયન સામગ્રીઓ એક નવો દેખાવ રજૂ કરશે.