دستگاه جوش لیزری

طی سال‌های اخیر صنعت لیزر به طور قابل توجهی با پیشرفت و موفقیت‌های بسیار همراه بوده‌است. پیشرفت این صنعت با توجه به پیشرفت علم و دانش بشری در راستای تولید انواع دستگاه‌های لیزر و مدرنیته شدن آن‌ها همراه بوده‌است. با توجه به این‌که دستگاه‌های لیزر کاربردهای متنوع و قابل‌توجهی در صنایع مختلف دارند تلاش این صنعت همواره در جهت تولیدات بهتر، بیش تر و مدرن‌تر بوده‌است.

همان‌طور که دستگاه‌های تولیدشده برش و حکاکی لیزری در این صنعت حرف‌های بسیار زیادی در جهت برش و حکاکی بی‌عیب‌ونقص انواع متریال‌های مختلف و تولید محصولات کاربردی و مهم بسیار زیادی داشته‌است در مقابل دستگاه‌های این روش لیزر مدرن و متنوعی جهت اتصال و جوش انواع متریال‌های مختلف نیز تولید و کاربردهای مهم و قابل‌توجهی در صنایع مختلف دارند.

مزایای جوشکاری لیزر

· حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود (باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود).

· محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا، مواد غیر همجنس و … را میتوان به یکدیگر جوش داد .

· در این روش می توان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود .

· از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریانهای بالا برای جوشکاری نیست.

· اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد .

· به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل می شود .

· جوشکاری لیزر نسبت به سایر روشهای جوشکاری تمیزتر است .

کاربرد دستگاه‌ های جوش لیزر

از جمله کاربرد دستگاه جوش لیزری اتصال فلزاتی همچون:

آلومینیم، آهن، مس، طلا، نقره، تیتانیوم، قلع، نیکل، ، روی، کرم، نیوبیوم و غیره است.

از دیگر قابلیت‌های دستگاه‌های جوش لیزر در جهت جوش دادن دو نوع فلز مختلف همچون:

مس-نیکل، نیکل-تیتانیوم، مس-برنج، مس-فولاد کم کربن و مس-تیتانیوم است.

همان‌طور که گفته شد با توجه به پیشرفت‌های قابل‌توجه در تولید انواع دستگاه‌های جوش لیزر از دستگاه‌های نوین جوش لیزر علاوه‌بر جوش و اتصال انواع متریال‌های فلزی در جوش و اتصال متریال‌های غیرفلز ازجمله چوب نیز بکار برده می‌شوند.

از دیگر کاربردهای دستگاه‌های جوش لیزری در صنایع مختلف از جمله صنعت ارتباطات موبایل، صنعت ساختمان‌سازی، صنعت جواهر سازی، ساخت ماشین‌آلات دقیق، تولید قطعات الکترونیک، ساخت قاب عینک، صنایع پزشکی و ساخت انواع تجهیزات پزشکی، صنعت خودروسازی و ساخت لوازم خودرو، ساخت وسایل مخابراتی، ساخت باتری، تولید انواع کالاهای تزئینی و ... می‌توان اشاره کرد.

معایب دستگاه جوش لیزر

· هزینه تعمیر و نگهداری دستگاه‌ های جوش لیزر بالا است.

· هزینه قطعات و تجهیزات مورد استفاده در دستگاه‌ های جوش لیزر بالا است.

· کار با دستگاه ‌های جوش لیزر نیاز به تجربه و مهارت بالای نیروی کار دارد.

· قابلیت سرعت خنک‌کنندگی بالای دستگاه‌ های جوش لیزر در برخی از فلزات موجب ایجاد ترک می‌شود.

· در دستگاه ‌های جوش لیزر بازده تبدیل انرژی بسیار کم و زیر ده‌درصد است.

· فرآیند جوشکاری لیزری در دستگاه‌های جوش لیزر به ضخامت ۱۹میلی‌متر محدود می‌شود.

تفاوت های عمده جوش لیزری با روش جوشکاری تیگ یا گاز آرگون :

· در جوش لیزری نیازی به الکترود و یا مواد پر کننده نیست.

· در جوشکاری اکثر فلزات ( به جز جوشکاری تیتانیوم ) نیازی به گاز آرگون به عنوان گاز محافظ خنثی وجود ندارد.

· سرعت جوشکاری با دستگاه جوش لیزری تقریبا 6 برابر سرعت جوشکاری با دستگاه جوش آرگون و روش تیگ می باشد.

· امکان جوش مواد پلاستیکی با جوش لیزری وجود دارد.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره دستگاه جوش لیزری به سایت روتک مراجعه کنید.

خصوصیات و ویژگی های دستگاه جوشکاری با پرتو لیزر

چگالی توان جوش لیزر زیاد و از مرتبه ۱مگاوات بر سانتی متر مربع است. به دلیل این چگالی انرژی بالا ، مناطق کوچکی تحت تأثیر گرما قرار می‌گیرند.

پرتوهای لیزر تولید شده منسجم و تک رنگ هستند (یعنی دارای طول موج یکسان می باشند).

از این روش جوشکاری میتوان بعنوان جوشکاری نقطه‌ای با اندازه کوچک استفاده کرد ، اما اندازه نقطه جوشها ممکن است از ۰.۲میلی متر تا ۱۳میلی متر باشد.

عمق نفوذ جوش لیزر به مقدار توان منبع تغذیه و موقعیت نقطه کانونی بستگی دارد و متناسب با میزان منبع تغذیه است. هنگامی که نقطه کانونی کمی زیر سطح قطعه کار نگه داشته شود ، عمق نفوذ به حداکثر می رسد.

برای جوشکاری ، از پرتوهای لیزر پالس یا پیوسته استفاده می شود. مواد نازک با استفاده از پالس های میلی ثانیه جوش داده می شوند و از پرتوهای لیزر پیوسته برای جوش های عمیق استفاده می شود.

این روش جوشکاری یک فرآیند جوشکاری همه کاره است زیرا توانایی جوش دادن فولادهای کربنی ، استیل ضد زنگ ، فولاد HSLA ، آلومینیوم و تیتانیوم را دارد.

به دلیل سرعت بالای خنک سازی ، در هنگام جوشکاری فولادهای پر کربن مشکل ترک خوردگی وجود دارد.

این فرآیند جوشکاری بیشترین محبوبیت را در صنعت خودرو دارد.

نحوه کار دستگاه جوش لیزر

در ابتدا تنظیم دستگاه جوشکاری در محل مورد نظر (در بین دو قطعه فلزی که باید به هم متصل شوند) انجام می شود.

پس از راه اندازی دستگاه جوش لیزری ، منبع تغذیه ولتاژ بالا را روشن می‌کنیم و ولتاژ بالا به دستگاه لیزر اعمال می شود. با این کار چراغ های چشمک زن دستگاه روشن شده و فوتون های نوری از آن ساطع می‌شود. انرژی فوتونهای نوری، توسط اتمهای کریستال یاقوت جذب می‌شود و الکترون ها در سطح انرژی بالاتر خود برانگیخته می شوند. هنگامی که آنها به حالت پایه خود (حالت انرژی پایین) برمی‌گردند ، یک فوتون نور ساطع می کنند. این فوتون نوری دوباره الکترون دیگری در اتم را تحریک کرده و دو فوتون تولید می کند. این روند ادامه دارد و ما یک پرتو لیزر متمرکز می گیریم.

این پرتوهای لیزر در محل مورد نظر برای جوشکاری قطعات با هم متمرکز می‌شود. از لنز برای تمرکز لیزر در محلی که جوشکاری لازم است استفاده می شود. از CAM برای کنترل حرکت میز لیزر و قطعه کار در طی فرآیند جوشکاری استفاده می‌شود.