تکنولوژی جدید جوشکاری با دستگاه جوش لیزری
جوشکاری لیزری در مقایسه با سایر روش‌های جوشکاری سنتی مانند جوشکاری آرگون TIG و MIG از کیفیت و سرعت بالاتری برخوردار است.
در جوشکاری سنتی انتقال گرمای نسبتاً طولانی و گسترده به قطعه و به دنبال آن یک چرخه خنک‌سازی سریع پس از عملیات اتفاق می‌افتد؛ اما در جوشکاری لیزری، انرژی گرمایی در یک پرتو بسیار کوچک انتقال می‌یابد و تنها در نقطه جوشکاری متمرکز شده و فلز را ذوب می‌کند و در نتیجه خیلی سریع خنک می‌شود.
در کل گرمای ورودی در روش جوشکاری با لیزر از روش‌های سنتی بسیار کمتر خواهد بود و اثرات تخریب متالورژی را به حداقل می‌رساند؛ بنابراین امروزه این روش جایگزین بسیار مناسبی برای روش سنتی است.
دستگاه جوش لیزری از تکنولوژی جوشکاری با لیزر فایبر ساخته شده است؛ لیزر فایبر در این دستگاه پرتویی با طول موج باریک و شتاب بالا می‌باشد که در یک نقطه برای عملیات جوشکاری متمرکز می‌شود لذا منجر به جوش با کیفیت، عمیق و سریع می‌شود که در این مقاله می‌خواهیم در مورد دستگاه جوش لیزری و کاربردهای آن صحبت کنیم.
آنچه در ادامه می خوانید:
دستگاه جوش لیزری چیست؟
کاربردهای جوش لیزری
سرعت و قدرت جوش لیزری
چه نوع فلزاتی برای جوشکاری لیزری مناسب‌ترند؟
مزایا و معایب جوش لیزری چیست؟
دستگاه جوش لیزری چیست؟
پرتو جوش لیزری (LBW) یک روش جوشکاری است که برای اتصال قطعات فلز یا ترموپلاستیک از طریق پرتوی لیزر استفاده می‌شود. این پرتو، منبع گرمایی متمرکز، امکان جوشکاری باریک، عمیق و با سرعتی را فراهم می‌کند.
در بسیاری از موارد دستگاه‌های جوش لیزر علاوه‌بر متصل کردن قطعات به یکدیگر با ایجاد دما، گرما و حرارت بسیار بالا توانایی ذوب کردن کامل قطعات را دارند. قطعات تحت فشار و دمای بسیار بالا به‌طور کامل ذوب‌شده با یکدیگر ادغام می‌شوند و درنهایت چند قطعه به یک قطعه تبدیل می شود. این تعریف را میتوان ساده ترین تعریف جوشکاری با لیزر دانست .
کاربردهای جوش لیزری
این دستگاه در صنایع ابزارآلات، اتصالات و چرخ‌دنده‌ها، فناوری اطلاعات،خودروسازی، تجهیزات پزشکی، تجهیزات ارتباطی، ساخت تجهیزات صنعتی، تولید لوازم‌خانگی، کشتی‌سازی و سایر صنایع، کاربرد دارد .
سرعت و قدرت جوش لیزری
سرعت‌های معمولی برای فرایندهای جوشکاری لیزر از ۴۰ تا ۴۰۰ اینچ در دقیقه (IPM) ( یک تا ده متر در دقیقه ) است .
قدرت جوشکاری با لیزر می‌تواند تقریباً با سرعت ۲۰۰ اینچ (۵۰۸ سانتی‌متر) در دقیقه انجام شود؛ بنابراین روند اتصال متریال‌ها بسیار سریع‌تر است.
چه نوع فلزاتی برای جوشکاری لیزری مناسب‌ترند؟
پرتو جوش لیزری یکی از محبوب‌ترین روش‌ها برای جوشکاری آلومینیوم است که نسبت به جوشکاری آرگون برتری دارد.
استیل، آهن، فولاد ضدزنگ یا آلومینیوم معمولاً با جوش لیزر، جوشکاری می‌شوند؛ اما کاربران محدود به استفاده این متریال‌ها نیستند و حتی می‌توانند متریال‌هایی مانند مس یا تیتانیوم یا آلیاژهای مشابه را در جوش لیزری به کار ببرند.
لیزر جوشکاری، فرایند ایده آلی برای جوش سریع و تمیز می‌باشد. منطقه جوشکاری که تحت تاثیر گرما قرار دارد، به حداقل می‌رسد و عمق نفوذ جوش می‌تواند در آلومینیوم تا ۰٫۲۵ معادل ۷ میلی‌متر باشد.
با پیشرفت روز افزون فناوری لیزر ساخت دستگاه ها و تجهیزات که از این فناوری استفاده می نمایند جهت سهولت کار گسترش یافته است. یکی از این دستگاهها، دستگاه جوش لیزری وجوشکاری لیزری است. چگالی بالای نور لیزر می‌تواند سطح را در عرض چند میلی ثانیه تا نقطه جوش گرم نماید و در نتیجه تبخیر رخ دهد. این پدیده برای فرآیندهای همانند حفاری لیزری و برش لیزری مناسب است. برای توانهای کمتر لیزر، دمای سطح پس از چند میلی ثانیه به نقطه جوش می رسد. قبل از تبخیر لایه سطحی دمای لایه های زیرین به نقطه ذوب می رسد که به راحتی می‌تواند یک جوشکاری لیزری خوب را بین سطوح با دستگاه جوش لیزری فیبری ایجاد نماید .
با روند رو به رشد تکنولوژی جوش لیزری پیشرفت‌های زیادی در این صنعت و دستگاه های جوش لیزری شکل گرفته است. با توجه به لیزر آنها میتوان این دستگاه را به صورت زیر تقسیم بندی نمود .
- جوشلیزریYAG : ND
-
- جوش لیزری فایبر
از دستگاه جوش لیزر برای جوش دادن فلزات بسیار زیادی از جمله طلا، نقره، آلومینیم، روی، مس، تیتانیوم، قلع، نیکل، نیوبیوم و کرم استفاده می شود.هم چنین جهت جوش دادن دو نوع فلز مختلف مانند مس-تیتانیوم، مس-نیکل، مس-فولاد کم کربن، مس-برنج، نیکل-تیتانیوم به کار برده می شود.دستگاه جوش لیزر با بهره گیری تکنولوژی لیزر امکان اتصال انواع فلزات و در مواردی غیر فلزات به یگدیگر را فراهم می آورد.
مزایا و معایب جوش لیزری چیست؟
مزایا:
- عملیات دقیق در محل تعیین شده با پرتو جوش لیزر در محل اتصال
- استفاده از حرارت کم، تغییرات کوچک در ساختار متریال
- جوشکاری بدون حفره
- عملیات جوشکاری در زمان کوتاه
- ایجاد یک منبع حرارتی متمرکز برای به‌وجودآوردن حوضچه مذاب عمیق
- تبخیر میزان بسیار کمی از فلز ذوب شده
- انتقال حرارت کم در اطراف متریال‌ها
- جلوگیری از هدررفتن متریال در حین عملیات جوشکاری
- کاهش هزینه تولید به دلیل عدم وجود مواد مصرفی برای جوشکاری لیزری
- افزایش راندمان تولید به دلیل سرعت بالای دستگاه جوش لیزر فایبر و صرفه جویی در زمان و هزینه
- کاهش هزینه سنگ زنی بعد از جوشکاری لیزری به دلیل جوش تمیز و مستحکم توسط دستگاه جوش
- کاهش چشمگیر هزینه برق مصرفی و کاهش هزینه تولید با دستگاه جوش لیزر فایبر
- عدم نیاز به استخدام نیروی کار متخصص بدلیل فرآیند ساده جوشکاری لیزری
معایب:
- گران بودن دستگاه جوش لیزری با توجه به تجهیزات به‌کاررفته در آن
- هزینه‌های زیاد ابتدایی، تجهیزات اپتیک لیزری برای جوش لیزری با هزینه بالا
- هزینه تعمیرات بالا
- ترک خوردن در برخی از آلیاژهای خاص به دلیل سرعت بالای خنک‌کننده
- محدودیت ضخامت جوشکاری تا ۱۹ میلی‌متر
از آنجایی که تکنولوژی ساخت دستگاه جوش لیزری هنوز بومی نشده و شرکت احسان یک شرکت دانش بنیان می باشد، در تلاش است با همیاری جوانان کشور و با استفاده از روش مهندسی معکوس، اقدام به ساخت دستگاه جوش لیزری نموده و این محصول را تولید انبوه برساند تا بتواند خدمتی در صنعت این مرز و بوم انجام دهد.
باعث افتخار ماست دیدگاه و نظرتون رو راجع به این مقاله با ما به اشتراک بگذارید .