آشنایی با جوشکاری لیزری
جوشکاری لیزری (Laser Welding) از جمله روش‌های نوین جوشکاری‌های ذوبی است.
سرعت، ظرفیت بالا و دقت بسیار، از جمله عواملی است که کاربرد این فرآیند جوشکاری را در صنایع مختلف گسترش داده است.
با تابش اشعه پرانرژی لیزر به سطح موردنظر، حرارت موردنیاز برای ایجاد حوضچه مذاب و انجام فرآیند اتصال فراهم خواهد شد.
لیزر جزء پرتوهای الکترو مغناطیس و از جنس نور، تک رنگ با واگرایی بسیار کم است؛ یعنی قطر پرتو لیزر در مسافت‌های طولانی تغییر نمی‌کند. این پرتو در طول موج‌هایی به کار گرفته می‌شود که انرژی کافی برای ذوب کردن فلز موردنظر را داشته باشد.
برای اظلاع از جزیئات این محصول به سایت روتک مراجعه کنید.
نحوه کار دستگاه جوش لیزری
در ابتدا تنظیم دستگاه جوشکاری در نقطه اتصال بین دو قطعه فلزی، انجام می‌شود.
پس از راه‌اندازی دستگاه جوش لیزری، منبع تغذیه ولتاژ بالا را روشن می‌کنیم و ولتاژ بالا به دستگاه لیزر اعمال می‌شود.
با این کار چراغ‌های چشمک‌زن دستگاه روشن شده و فوتون‌های نوری از آن ساطع می‌شود.
انرژی فوتون‌های نوری، توسط اتم‌های کریستال یاقوت جذب می‌شود و الکترون‌ها در سطح انرژی بالاتر خود برانگیخته می‌شوند.
هنگامی‌که آنها به حالت پایه خود (حالت انرژی پایین) برمی‌گردند، یک فوتون نور ساطع می‌کنند.
این فوتون نوری دوباره الکترون دیگری در اتم را تحریک کرده و دو فوتون تولید می‌کند. این روند ادامه دارد و ما یک پرتو لیزر متمرکز می‌گیریم.
این پرتوهای لیزر در محل موردنظر برای جوشکاری قطعات با هم متمرکز می‌شود.
از لنز برای تمرکز لیزر در محلی که جوشکاری لازم است استفاده می‌شود. از CAM برای کنترل حرکت میز لیزر و قطعه کار در طی فرآیند جوشکاری استفاده می‌شود.
هنگامی‌که پرتوی لیزر به محل اتصال بین دو قطعه فلزی که باید به هم متصل شوند برخورد می‌کند، فلزها را از هر دو قطعه ذوب می‌کند و آنها را به هم متصل می‌کند.
مزایای جوشکاری لیزر
- عدم نیاز به مواد پوشاننده یا گاز محافظ جوش (به‌غیراز تیتانیوم)
- سرعت جوشکاری
- عدم نیاز به مواد پرکننده
- جوشکاری طیف وسیعی از مواد فلزی و پلاستیکی
- انعطاف 360 درجه در جوشکاری
- راحتی جوشکاری
- جوشکاری نقاط خارج از دسترس
- عدم نیاز به طی نمودن دوره‌های آموزش طولانی
- مصرف انرژی پایین و راندمان بالا
- آلایندگی کم هوا و محیط
- امکان جوشکاری میکروسکوپی قطعات بسیار نازک و کوچک
محدودیت‌ها و معایب جوشکاری لیزر
- گران بودن این روش
- دارای سرعت پیشروی کم در لیزرهای پالسی
- دارای عدم توانایی در جوشکاری عمیق
انواع جوشکاری لیزری بر اساس نحوه جوش
- جوشکاری حالت هدایت
در سطوح پایین انرژی انجام می‌شود و یک سطح اندک جوشکاری گسترده و کم‌عمق ایجاد می‌کند.
- حالت رسانایی/نفوذ
در تراکم انرژی متوسط رخ می‌دهد و منجر به نفوذ بیشتر می‌شود.
- نفوذ یا حالت سوراخ کلید
لیزر حفره‌ای را تشکیل می‌دهد که توسط مواد مذاب پشت لیزر مهروموم می‌شود.
انواع جوشکاری لیزری بر اساس نوع لیزر
انواع مختلف لیزر برای جوشکاری می‌توان به لیزرهای فیبر، لیزرهای پالسی Nd:YAG و لیزرهای موج پیوسته اشاره کرد.
- لیزرهای فیبر
لیزرهای الیافی را می‌توان برای کاربردهای مختلف از جوشکاری قطعات بسیار کوچک که توسط مشاغل تولیدی در صنایع مهندسی، پزشکی و الکترونیک تا جوشکاری مواد ضخیم‌تر در صنایع خودرو و هوا و فضا استفاده می‌شود، به کار برد.
لیزرهای فیبر روشی همه‌کاره و کم‌هزینه برای دستیابی به جوش‌های نقطه‌ای با کیفیت بالا هستند.
- لیزر پالسی ND:YAG
لیزرهای پالسی Nd:YAG پالس‌های گسسته‌ای از انرژی قابل‌کنترل را ایجاد می‌کنند که می‌تواند برای ایجاد جوش ایده‌آل شکل بگیرد.
این نوع لیزر برای تولید جوش‌های نقطه‌ای بزرگ و همچنین جوش‌های نقطه‌ای عمیق و درز مناسب است.
- لیزرهای موج پیوسته
لیزرهای موج پیوسته برای جوشکاری با سرعت بالا و جوشکاری با نفوذ عمیق ایده‌آل هستند.
آنها جوش‌هایی با ورودی حرارت بسیار کم تولید می‌کنند.
روش‌های متداول جوشکاری لیزری
· جوشکاری با گاز
· جوشکاری با قوس الکتریکی
· جوشکاری حالت جامد
· جوشکاری با لیزر
· جوشکاری مقاومتی
· جوشکاری با اشعه الکترونی
کاربردهای جوشکاری لیزری
کاربرد جوشکاری با پرتوی لیزر(LBW) در صنعت به شکل روزافزونی درحال‌توسعه است. این پتانسیل کاربری ناشی عوامل زیر است:
· سرعت بالای جوشکاری
· میزان ناصافی اندک
· حرارت ورودی محدود
· منطقه حرارت پذیرفته کوچک
انواع کاربرد جوشکاری لیزری عبارت‌اند از:
· ساخت تجهیزات صنایع غذایی
· تجهیزات پزشکی
· ساخت ماشین‌آلات صنعتی و ابزار دقیق
· صنایع خودروسازی
· صنایع کشتی‌سازی و هواپیماسازی
مطلبی دیگر از این انتشارات
حکاکی روی سنگ
مطلبی دیگر از این انتشارات
کاربردهای دستگاه لیزری برش و حکاکی
مطلبی دیگر از این انتشارات
دستگاه جوش لیزری