جوشکار لیزری چیست و چگونه کار می کند؟

جوشکاری لیزری چگونه کار می کند

جوشکاری لیزری از گرمای متمرکز برای ذوب و ذوب مواد در محل اتصال استفاده می کند:

• فرآیند : پرتو لیزر انرژی شدید و متمرکز را به یک منطقه کوچک می رساند و یک حوضچه مذاب ایجاد می کند که به یک پیوند قوی تبدیل می شود.

• اثر سوراخ کلید : در سطوح توان کافی، پرتو مواد را تبخیر می‌کند تا یک 'سوراخ کلید' را تشکیل دهد - یک حفره بخار که امکان نفوذ عمیق‌تر و تثبیت حوضچه جوش را فراهم می‌کند.

• مزیت دقت : انتشار حداقل حرارت باعث کاهش اعوجاج و حفظ خواص مواد می شود

پارامترهای حیاتی : طول موج، قدرت و فوکوس عمق نفوذ و ویژگی های جوش را تعیین می کند.

انواع لیزر برای جوشکاری

لیزر	نوع	کاربردهای
سی ₂ لیزر	طول موج 10.6μm، قدرت بالا، تحویل مبتنی بر آینه	جوشکاری و برش فلز ضخیم
لیزرهای فیبر	طول موج ~ 1μm، فشرده، کارآمد	کارهای دقیق و دقیق جوشکاری
لیزر Nd:YAG	حالت جامد، مادون قرمز نزدیک	قطعات کوچک و مواد ظریف
لیزرهای دایود	فشرده، کم مصرف	جوشکاری کم توان و عملیات سطح

انتخاب به خواص مواد، ضخامت و دقت مورد نیاز بستگی دارد

اجزای سیستم جوش لیزری

منبع لیزر: پرتو لیزر را تولید می کند (لیزر CO2، لیزر فیبر یا لیزر حالت جامد)

سیستم تحویل پرتو: راهنمای پرتو متشکل از آینه‌ها، عدسی‌ها یا فیبرهای نوری

سیستم موقعیت یابی: یک بازوی ثابت یا روباتیک برای تعیین موقعیت دقیق قطعات

واحد کنترل: پارامترهای قدرت، فوکوس و حرکت را تنظیم می کند

گاز محافظ: از اکسید شدن و آلودگی حوضچه جوش جلوگیری می کند

سیستم یکپارچه اتصالات پایدار، قابل اعتماد و با کیفیت را از طریق کنترل دقیق فرآیند ارائه می دهد.

تکنیک های جوشکاری

جوشکاری هدایت

• مکانیسم : ذوب سطحی از طریق هدایت حرارتی بدون تشکیل سوراخ کلید

• ویژگی ها : نفوذ کم عمق، اعوجاج کم، جوش صاف

• موارد استفاده : مواد نازک، اجزای ظریف

جوش کلید

• مکانیسم : تبخیر با قدرت بالا سوراخ کلیدی با نفوذ عمیق ایجاد می کند

• ویژگی ها : جوش های عمیق، اتصالات قوی، کنترل دقیق پارامتر مورد نیاز است

• کاربردها : مواد ضخیم، مورد نیاز با استحکام بالا

جوشکاری لیزری هیبریدی

• ترکیبی : جوشکاری لیزری + جوش قوس الکتریکی (MIG/TIG)

• مزایا :

• افزایش قابلیت پل زدن شکاف

• افزایش سرعت جوش

• کیفیت مفصل بهبود یافته برای پیکربندی های چالش برانگیز

• کاربرد : خودرو، صنایع سنگین

کاربردهای صنعتی

ساخت دستگاه های پزشکی

• اجزاء : ابزار جراحی، ایمپلنت، تجهیزات تشخیصی

• مواد : فولاد ضد زنگ، تیتانیوم، آلیاژهای کبالت کروم

• مزایا :

• مفاصل بدون آلودگی برای ایمنی بیمار حیاتی است

• قابلیت میکرو جوش برای قطعات مینیاتوری

• سازگاری خودکار برای دستگاه های با قابلیت اطمینان بالا

مزایای جوشکاری لیزری

دقت و دقت

• کنترل عرض جوش در سطح میکرو

• الگوهای پیچیده و مناطق صعب العبور

• کیفیت دسته ای ثابت با حداقل ضایعات مواد

سرعت و کارایی

• پردازش سریع در مقایسه با روش های مرسوم

• مناسب برای تولید خودکار با حجم بالا

• کاهش هزینه های نیروی کار و خطای انسانی

حداقل تاثیر حرارتی

• منطقه کوچک متاثر از گرما (HAZ)

• اعوجاج کم هندسه بخش را حفظ می کند

• کاهش نیازهای پردازش پس از جوشکاری

نکته : پارامترهای سرعت و کنترل حرارت را برای دستیابی به اتصالات بهینه و بدون اعوجاج برای مواد خاص خود متعادل کنید.

چالش ها و محدودیت ها

سرمایه گذاری اولیه بالا

• هزینه های قابل توجه تجهیزات و زیرساخت

• الزامات آموزشی تخصصی برای اپراتورها

• هزینه های نگهداری و تعمیرات

• ملاحظات : برای کاربردهای با حجم بالا یا با دقت بسیار مناسب تر است

محدودیت های مواد

• مواد بازتابنده : مس و آلومینیوم ممکن است انرژی پرتو را منعکس کنند

• رسانایی حرارتی بالا : اتلاف سریع گرما پایداری جوش را به چالش می کشد

• پلاستیک/کامپوزیت : خطرات تخریب حرارتی

• حساسیت سطحی : نیاز به تمیز کردن و آماده سازی کامل دارد

• نکته : سازگاری مواد و حجم تولید را ارزیابی کنید تا مشخص شود که آیا جوش لیزری سرمایه گذاری برای برنامه شما را توجیه می کند یا خیر.

  
  

  لینک های خارجی

• جوش لیزری دو پرتو؛ مقاله پژوهشی از مجله جوشکاری 2002 بایگانی شده در 10-04-2021 در ماشین راه برگشت

• مورفولوژی جوش و مدل سازی حرارتی در جوشکاری لیزری دو پرتو. مقاله پژوهشی از مجله جوشکاری 2002 بایگانی شده در 10-04-2021 در ماشین راه برگشت