فروشگاه اینترنتی آیسان شاپ

برچسب: جوش لیزری

دستگاه جوش لیزری
دستگاه جوش لیزری فرآیندی را فراهم می آورد که از پرتو لیزر برای اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر استفاده می کند. این یک روش جوشکاری بسیار کارآمد و دقیق است که به طور فزاینده ای در صنایع مختلف محبوب می شود. این فرآیند نسبتا ساده است و تنها به چند جزء نیاز دارد: پرتو لیزر، سر جوش و منبع برق. پرتو لیزر بر روی ناحیه ای که قرار است جوش داده شود متمرکز می شود و از سر جوش برای هدایت پرتو استفاده می شود. منبع تغذیه انرژی مورد نیاز برای گرم کردن فلز و ایجاد پیوند قوی بین دو قطعه را فراهم می کند.

LightWELD یک فناوری جوشکاری لیزری است که برای جوشکاری اجزای ورق فلزی نازک استفاده می شود. این یک فرآیند جوشکاری با دقت بالا است که از پرتو لیزر برای اتصال دو سطح فلزی به یکدیگر استفاده می کند. جوش لیزری با تمرکز یک پرتو لیزر بر روی سطح فلز کار می کند که باعث ذوب شدن مواد و تشکیل یک اتصال جوش شده می شود. جوشکاری لیزری بسیار دقیق است و می توان از آن برای اتصال مواد مختلف از جمله فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و تیتانیوم استفاده کرد.

مزایای جوش لیزری بسیار زیاد است. این فرآیند بسیار سریع است و می توان از آن برای جوشکاری مواد با ضخامت ها و اندازه های مختلف استفاده کرد. این امر آن را برای استفاده در تولید ایده آل می کند، جایی که تعداد زیادی از قطعات باید به سرعت و با دقت جوش داده شوند. جوشکاری لیزری همچنین یک فرآیند بسیار تمیز است، با حداقل پاشش و دود ایجاد شده، و آن را به گزینه ای سازگار با محیط زیست تبدیل می کند. این فرآیند همچنین یک پیوند بسیار قوی ایجاد می کند که برای بسیاری از کاربردها مهم است.

دستگاه جوش لیزری در اندازه ها و پیکربندی های مختلف تولید می شوند. آنها را می توان برای مواد مختلف از جمله آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و تیتانیوم استفاده کرد. ماشین‌ها را می‌توان طوری برنامه‌ریزی کرد که با سرعت‌های مختلف جوش بخورند، که امکان کنترل بیشتر بر فرآیند را فراهم می‌کند. استفاده از دستگاه ها نسبتاً آسان است و می تواند توسط یک فرد واحد کار کند.

جوشکاری لیزری یک گزینه عالی برای بسیاری از کاربردها است و به طور فزاینده ای در صنعت تولید محبوب می شود. این فرآیند سریع و دقیق است و یک پیوند قوی ایجاد می کند و آن را به انتخابی ایده آل برای بسیاری از کاربردهای مختلف تبدیل می کند.

مقایسه جوشکاری لیزری با جوشکاریهای سنتی

جوشکاری TIG

جوشکاری TIG (جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن) نوعی از جوشکاری قوس الکتریکی است که از الکترود تنگستن غیر مصرفی برای تولید جوش استفاده می کند. این یک فرآیند جوشکاری بسیار دقیق و همه کاره است که برای اتصال فلزاتی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، مس و تیتانیوم استفاده می شود. جوشکاری TIG اغلب در کاربردهایی استفاده می شود که زیبایی و دقت آن مهم است، مانند صنایع هوافضا و خودرو.

با این حال، جوشکاری TIG یک روش جوشکاری زمان بر و دو دستی است که به اپراتور مجرب و ماهر نیاز دارد. جوشکاری TIG ممکن است گرمای شدید ایجاد کند که مواد نازک را تغییر شکل می دهد، پوشش بصری ضعیفی ایجاد می کند، هنگام جوشکاری مس دشوار است و در جوشکاری فلزات با ضخامت های متفاوت محدود می شود.

جوشکاری MIG

جوشکاری MIG (جوشکاری با گاز بی اثر فلز) نوعی فرآیند جوشکاری است که از یک الکترود سیمی با تغذیه پیوسته و یک گاز بی اثر برای تشکیل قوس الکتریکی استفاده می کند. این یک فرآیند نیمه اتوماتیک است که برای اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر استفاده می شود. جوشکاری MIG معمولاً برای جوشکاری آلومینیوم، فولاد، فولاد ضد زنگ و سایر فلزات استفاده می شود.

جوشکاری MIG به سیم قابل مصرف، مواد اولیه تمیز کردن و اتصالات اریب برای فلزات ضخیم برای نفوذ کامل نیاز دارد. زوایای کار محدود است و موقعیت های عمودی بسیار چالش برانگیز هستند.

جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری جوشکاری بسیار سریع‌تری را امکان‌پذیر می‌کند، یادگیری و کارکرد آن آسان‌تر است و نتایج با کیفیت بالاتر و ثابتی را در طیف وسیع‌تری از مواد و ضخامت‌ها نسبت به MIG یا TIG با حداقل اعوجاج، تغییر شکل، برش یا سوختگی ارائه می‌دهد.
گرمای ورودی کم و مواد و ضخامت گسترده، بهره وری، تکرارپذیری و بهبود کیفیت جوش را برای اپراتورها در تمام سطوح مهارت افزایش می دهد. جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه با ضخامت های مختلف را به راحتی جوش می دهد و اتصالات زیبایی با استحکام بالا را با حداقل سیم مصرفی یا بدون سیم مصرفی ایجاد می کند. به علاوه، LightWELD XC و LightWELD XR تمیز کردن داخلی قبل و بعد از جوش را ارائه می دهند که در هیچ سیستم سنتی یافت نمی شود.

مزایای جوشکاری لیزر چیست؟

برای سال‌ها، لیزرها بیشتر به عنوان ابزار علمی دیده می‌شدند تا ابزارهای صنعتی، عمدتاً به دلیل استفاده سنتی از عناصر نوری و آینه‌هایی که نیاز به تراز و جابجایی دقیق دارند.

لیزرهای فیبر که در دهه 1990 توسط IPG Photonics آغاز شد، برای کاربردهای صنعتی به بازار معرفی شدند. این منابع لیزری کاملاً جامد هستند. سادگی لیزر فیبر به دلیل کارایی، فشرده بودن، استحکام و هزینه کم آن است که باعث موفقیت آن در کاربردهای صنعتی می شود. در مقایسه با سیستم های لیزری قدیمی، فناوری فیبر توان خروجی بالاتر و پرتوی با کیفیت را با هزینه کمتر و حداقل تعمیر و نگهداری مورد نیاز ارائه می دهد.

پیشرفت‌های فناوری لیزر، لیزر جوشکاری را به روشی رو به افزایش در صنایعی تبدیل کرده است که استحکام جوش بالا و کیفیت جوش قابل تکرار مهم است. کیفیت و درخشندگی نور لیزر فیبر به طور دقیق ورودی گرمای مواد را کنترل می کند که امکان جوشکاری مواد نازک را فراهم می کند. لیزر فقط به فولاد محدود نمی شود. آنها همچنین می توانند آلومینیوم و مس را جوش دهند. حتی جوش دو فلزی یک واقعیت عملی است.

فناوری فیبر فناوری تحویل پرتو را ساده می‌کند و فرصت‌های بیشتری را برای بهبود فرآیند باز می‌کند. فناوری مدرن تحویل پرتو مانند جوشکاری تاب خورده، که در آن پرتو به جلو و عقب نوسان می کند، امکان تثبیت حوضچه مذاب، افزایش پنجره فرآیند (محدوده پارامترهای جوش) و به حداقل رساندن تناسب ضعیف یا متغیر قطعه (در محدوده) را فراهم می کند. . در بسیاری از موارد، این امر نیاز به سنگ زنی پس از فرآیند را از بین می برد و هزینه های نیروی کار را کاهش می دهد.

جوش لیزری همچنین می تواند برای تولید با بهره وری بالا و با بازده بالا خودکار شود. دقت بالای آن امکان اتصال قطعات کوچک با حرارت ورودی کم و حداقل اعوجاج را فراهم می کند.

در ابتدا، قیمت دستگاه جوش لیزری، پتانسیل آن را محدود کرد و مانعی برای ورود بود. در کاربردهای صنعتی، لیزرها گران بودند، نیاز به نوسازی دوره‌ای داشتند و فقط بر روی قطعات با ارزش بالا، معمولاً به یک ربات یا ایستگاه کاری لیزری اختصاصی ادغام می‌شدند.

این لیزرهای اولیه نسبت به لیزرهای فیبر مدرن که در حال حاضر تا 50 درصد راندمان پریز دیواری را ارائه می دهند، به طور قابل توجهی انرژی بیشتری مصرف می کردند. لیزرهای مدرن این مشکل را مرتفع کردند و باعث صرفه جویی در هزینه ها شدند. این کارایی همچنین ممکن است نیاز به چیلرها را از بین ببرد و فناوری لیزر را قابل حمل تر از همیشه کند. در نهایت، در مقایسه با جوشکاری دستی MIG و TIG سنتی، جوش لیزری معمولاً سریعتر است و خروجی تولید را بهبود می بخشد و سود را افزایش می دهد.

تولیدکنندگان لیزر با کاهش مداوم هزینه منبع لیزر، بهبود کیفیت نور و ارائه گزینه‌های منحصربه‌فرد ارسال پرتو، اکنون می‌توانند سیستم‌هایی با ارزش پیشنهادی بالاتر ارائه دهند و آنها را در دسترس‌تر قرار دهند و دیگر برای برنامه‌های ممتاز رزرو نشوند.

دستگاه جوش لیزری دستی چگونه کار می کند؟

منابع لیزری مقرون به صرفه همراه با انعطاف‌پذیری تحویل لیزر فیبر، دسترسی بی‌سابقه‌ای به جوشکاری لیزری دستی فراهم می‌کنند.

اما چگونه کار می کند؟ به عبارت ساده تر، چگالی توان لیزر فلز را ذوب می کند و نیاز به ایجاد قوس را از بین می برد. عملکرد تلو تلو خوردن نیاز به بافتن مهره را به صورت دستی برطرف می کند. و در بسیاری از موارد تغذیه سیم به طور کامل حذف می شود. چگالی توان بالا منجر به یک حوضچه جوش کوچکتر و کنترل شده تر می شود. با کنترل دقیق پارامترهای لیزر، اثرات اعوجاج گرما کاهش می‌یابد و این فرآیند را برای اپراتورهای غیر ماهر قابل دسترسی می‌سازد و به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا کارمندان باتجربه خود را در نقش‌های ارزش افزوده بیشتری ارتقا دهند.

قابلیت اطمینان تجهیزات زمانی یکی از نگرانی‌های جوشکاری لیزری دستی بود. واحد سازنده لیزر فیبر، دیود تک امیتر است که طول عمر آن مرتبه‌ای بزرگتر از طول عمر آرایه‌های دیودی یا جایگزین‌های میله‌ای است. این پمپ ها به صورت هرمتیک مطابق با استانداردهای مخابراتی مهر و موم شده اند و تحت تأثیر رطوبت، گرد و غبار، لرزش و تهاجمی ترین محیط های صنعتی قرار نمی گیرند.

با استحکام صنعتی جوش لیزری دستی، لیزرهای فیبر را می توان برای تکمیل اتوماسیون اولیه کارخانه مورد استفاده قرار داد و کارایی در تولید را بهبود بخشید. با انفجار نسبتاً اخیر در فناوری ربات‌های مشارکتی (کوبات‌ها)، سطوح اولیه اتوماسیون کارخانه در دسترس بسیاری از طبقات تولید قرار دارد. Cobot ها ذاتاً با فناوری جوش لیزری دستی هم افزایی دارند زیرا مقرون به صرفه و ساده برای استفاده و استقرار هستند. انعطاف‌پذیری ربات همراه با قابلیت‌های فناوری جوش لیزری دستی، آن را برای محیط‌های با حجم کم و ترکیب محصول بالا مناسب می‌کند. اگر بتوان آن را با دست جوش داد، احتمالاً می توان آن را با کوبات جوش داد. این می تواند بهره وری جوش لیزر را بیشتر بهبود بخشد و به شما امکان می دهد یک قطعه ثابت را از قبل بارگذاری کنید در حالی که cobot جوش را روی یک فیکسچر جداگانه انجام می دهد.

آیا برای اجرای لیزر دستی باید متخصص لیزر باشم؟

اصلا. دستگاه جوش لیزری دستی معمولاً برای انواع و ضخامت‌های مواد معمولی با تنظیمات پیش‌تنظیمی ارائه می‌شوند. کنترل‌های ساده به شما این امکان را می‌دهند که با انتخاب نوع و ضخامت مواد از جدول و تنظیم کنترل‌ها بر روی تنظیمات مشخص‌شده، پیش‌تنظیم صحیح را انتخاب کنید. در مورد ادغام cobot، cobot می تواند پیکربندی شود تا تنظیمات صحیح را به طور خودکار برای پروژه در دست انتخاب کند.

جوش ها عالی به نظر می رسند، اما آیا قوی هستند؟

جوشکاری لیزری دستی از زیبایی شناسی برتری برخوردار است، اما آیا ظاهر آن بیش از حد خوب است که درست باشد؟ برای پاسخ به این سوال، IPG چند نمونه تهیه کرد و آنها را برای ارزیابی شخص ثالث به شرکت خدمات متالورژی استوربریج (SMS) فرستاد.

اتصالات لب به لب در صفحات 0.036 اینچ، 0.075 اینچ و 0.120 اینچ تولید شد و مقاطع با استفاده از روش استاندارد ASTM تهیه و با بزرگنمایی 50 برابر بررسی شدند. در مجموع 26 مقطع مورد بازرسی قرار گرفت. در تمام موارد، هیچ ترک خوردگی، همجوشی ناقص، تخلخل، آخال‌ها یا سایر عیب‌ها مشاهده نشد. پروفیل های جوش تمام آزمایشات را پشت سر گذاشتند و هیچ کمبودی مشاهده نشد.

همه نمونه های جوش با استانداردهای کلاس A AWS D17.1:2017 قابل قبول بودند.

برخی از دستورالعمل های ایمنی چیست؟

اگرچه استفاده از لیزر دستی آسان است و دارای ویژگی های ایمنی داخلی است، مهم است که به یاد داشته باشید که یک قطعه قدرتمند از تجهیزات صنعتی است. هنگام استفاده از لیزر دستی، به یاد داشته باشید که پرتوها می توانند برای بدن و چشم خطرناک باشند. پرتو جوش لیزری نامرئی است، بنابراین نمی توانید برای تضمین ایمنی به نشانه های بصری اعتماد کنید.

در حالی که این سیستم ها لیزرهای کلاس IV هستند، ویژگی های ایمنی برای محافظت از شما در سیستم ها یکپارچه شده اند. هنگام ایجاد یک برنامه ایمنی لیزر، یک نقطه شروع خوب، بررسی ANSI Z136.1 (2014)، استفاده ایمن از لیزرها است. علاوه بر ایمنی لیزر، شما نیاز به اجرای الزامات ایمنی جوشکاری سنتی دارید.

در اینجا چند قانون کلی وجود دارد که باید رعایت کنید:
- تمام کارهای جوشکاری لیزر را در یک منطقه تحت کنترل لیزر (LCA) انجام دهید – یک اتاق کم نور با قفل های الکتریکی که با باز شدن دری پرتو لیزر را خاموش می کند.
- لباس های غیر قابل اشتعال، آستین های بلند و لباس های جوشکاری بپوشید. هر فردی که در LCA حضور دارد باید از تجهیزات محافظ شخصی، از جمله عینک های ایمنی لیزری که برای نوع لیزری درجه بندی شده اند و کلاه ایمنی جوشکاری سنتی استفاده کند.
- با توجه به اینکه نور لیزر می تواند منعکس شود، مراحل ایمنی عملیات را دنبال کنید.
- هرگز یک جوشکار لیزری دستی را بدون آشنایی کامل با الزامات ایمنی و رویه‌های مستند شده در کتابچه راهنمای تجهیزات سازنده که از شما می‌خواهد دستورالعمل‌های موجود در Z136.1 را دنبال کنید، استفاده نکنید.
آیا دستگاه جوشکاری لیزری دستی برای من مناسب است؟

حضور در کسب و کار تولیدی به معنای یافتن راه های جدید برای ماندن در رقابت و بهبود فرآیندها است. جوشکاری می تواند وقت گیر و انرژی بر باشد. بدون تجهیزات مناسب، تنها برای صنعتگران ماهر قابل دسترسی است.

دستگاه جوش لیزری دستی جوشکاری سریع را امکان پذیر می کند. یادگیری و کار کردن آسان است. و نتایج با کیفیت بالا و ثابتی را در طیف گسترده‌تری از مواد و ضخامت‌ها با حداقل اعوجاج، تغییر شکل، زیر برش یا سوختگی ارائه می‌دهد. نفوذ کامل را فراهم می کند و عیوب جوشکاری مانند ترک یا همجوشی ناقص را به حداقل می رساند.

اگر به دنبال کاهش هزینه‌های خود، بهبود کیفیت جوش و ساده‌سازی فرآیند جوش هستید، جوشکاری لیزری دستی بهترین مسیر را برای موفقیت و بهبود سودآوری در اختیار شما قرار می‌دهد، در حالی که به کسی که تجربه جوشکاری حرفه‌ای ندارد اجازه می‌دهد تا جوشکاری را کاملا حرفه ای انجام دهد.
15/12/2023
جوشکاری لیزری و مقايسه آن با ساير جوشكاريها

جوشکاری لیزری فرآیند اتصال دو یا چند ماده به یکدیگر با استفاده از لیزر پرقدرت است. این یک روش جوشکاری بسیار دقیق و کارآمد است و در صنایع و کاربردهای مختلفی از جمله خودروسازی، هوافضا، پزشکی و تولید الکترونیک استفاده می‌شود. می توان از آن برای ایجاد اشکال و الگوهای پیچیده استفاده کرد. این فرآیند شامل تمرکز یک پرتو نور بر روی ماده ای است که قرار است به هم وصل شود و سپس حرارت را به ناحیه ایجاد می کند تا جوش ایجاد شود.

دستگاه جوشکاری لیزری به دلیل دقت و کارایی که دارد در بسیاری از صنایع، از خودروسازی گرفته تا پزشکی، رواج بیشتری پیدا کرده است. در مقایسه با سایر تکنیک‌های جوشکاری، جوشکاری لیزری مزایای زیادی از جمله سرعت بالاتر، یکپارچگی بهتر اتصالات و تکرارپذیری و دقت بهبود یافته را ارائه می‌کند.

مزاياي جوش ليزر نسبت به ساير روش هاي جوشكاري

سرعت بالا: یکی از مزیت های کلیدی جوشکاری لیزری نسبت به سایر روش های جوشکاری سرعت انجام آن است. جوشکاری لیزری را می توان در چند ثانیه کامل کرد، در حالی که سایر فرآیندهای جوشکاری مانند جوشکاری قوس الکتریکی یا جوشکاری گاز ممکن است چند دقیقه طول بکشد. این باعث می شود لیزر جوشکاری برای کاربردهایی که سرعت در آنها اولویت است، مانند صنعت خودرو، ایده آل باشد.

يكپارچگي بهتر اتصالات: یکی دیگر از مزایای جوش لیزری کیفیت اتصالی است که ایجاد می کند. لیزر جوشکاری یک اتصال بسیار قوی با حداقل اعوجاج و تخلخل ایجاد می کند که برای کاربردهایی که نیاز به دقت و استحکام بالایی دارند ایده آل است. در مقایسه، سایر تکنیک‌های جوشکاری، مانند جوشکاری قوس الکتریکی یا گاز، می‌توانند اتصالاتی را ایجاد کنند که ضعیف‌تر و مستعد اعوجاج هستند.

جوش مواد مختلف و مناطق با دسترسي پايين: علاوه بر این، از لیزر جوش می توان برای اتصال مواد با ضخامت ها و مواد مختلف استفاده کرد و می توان از آن در فضاهای محدودی استفاده کرد که دسترسی به آنها با تجهیزات جوش سنتی دشوار است.

تكرار پذيري و دقت بالا: در نهایت، جوشکاری لیزری در مقایسه با سایر تکنیک‌های جوشکاری، تکرارپذیری و دقت بهتری را ارائه می‌دهد. جوش‌های لیزری دقیق‌تر و سازگارتر هستند، به این معنی که یک اتصال یکسان را می‌توان چندین بار با حداقل تغییرات تولید کرد. این به ویژه در کاربردهایی که دقت بالا در اولویت است، مانند تولید دستگاه های پزشکی مفید است.

مقایسه جوشکاری لیزری با جوشکاریهای سنتی

جوشکاری TIG

جوشکاری TIG (جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن) نوعی از جوشکاری قوس الکتریکی است که از الکترود تنگستن غیر مصرفی برای تولید جوش استفاده می کند. این یک فرآیند جوشکاری بسیار دقیق و همه کاره است که برای اتصال فلزاتی مانند آلومینیوم، فولاد ضد زنگ، مس و تیتانیوم استفاده می شود. جوشکاری TIG اغلب در کاربردهایی استفاده می شود که زیبایی و دقت آن مهم است، مانند صنایع هوافضا و خودرو.

با این حال، جوشکاری TIG یک روش جوشکاری زمان بر و دو دستی است که به اپراتور مجرب و ماهر نیاز دارد. جوشکاری TIG ممکن است گرمای شدید ایجاد کند که مواد نازک را تغییر شکل می دهد، پوشش بصری ضعیفی ایجاد می کند، هنگام جوشکاری مس دشوار است و در جوشکاری فلزات با ضخامت های متفاوت محدود می شود.

جوشکاری MIG

جوشکاری MIG (جوشکاری با گاز بی اثر فلز) نوعی فرآیند جوشکاری است که از یک الکترود سیمی با تغذیه پیوسته و یک گاز بی اثر برای تشکیل قوس الکتریکی استفاده می کند. این یک فرآیند نیمه اتوماتیک است که برای اتصال دو قطعه فلز به یکدیگر استفاده می شود. جوشکاری MIG معمولاً برای جوشکاری آلومینیوم، فولاد، فولاد ضد زنگ و سایر فلزات استفاده می شود.

جوشکاری MIG به سیم قابل مصرف، مواد اولیه تمیز کردن و اتصالات اریب برای فلزات ضخیم برای نفوذ کامل نیاز دارد. زوایای کار محدود است و موقعیت های عمودی بسیار چالش برانگیز هستند.

جوشکاری لیزری

LightWELD جوشکاری بسیار سریع‌تری را امکان‌پذیر می‌کند، یادگیری و کارکرد آن آسان‌تر است و نتایج با کیفیت بالاتر و ثابتی را در طیف وسیع‌تری از مواد و ضخامت‌ها نسبت به MIG یا TIG با حداقل اعوجاج، تغییر شکل، برش یا سوختگی ارائه می‌دهد.
گرمای ورودی کم و مواد و ضخامت گسترده، بهره وری، تکرارپذیری و بهبود کیفیت جوش را برای اپراتورها در تمام سطوح مهارت افزایش می دهد. LightWELD فلزات غیر مشابه با ضخامت های مختلف را به راحتی جوش می دهد و اتصالات زیبایی با استحکام بالا را با حداقل سیم مصرفی یا بدون سیم مصرفی ایجاد می کند. به علاوه، LightWELD XC و LightWELD XR تمیز کردن داخلی قبل و بعد از جوش را ارائه می دهند که در هیچ سیستم سنتی یافت نمی شود.

نتیجه گیری

در نتیجه، جوشکاری لیزری مزایای زیادی نسبت به سایر تکنیک‌های جوشکاری دارد، از جمله سرعت بالاتر، یکپارچگی بهتر اتصالات، و تکرارپذیری و دقت بهبود یافته. در حالی که ممکن است قیمت دستگاه جوش لیزری بالاتر از سایر روش های جوشکاری باشد، دقت و کارایی آن را به گزینه ای جذاب برای بسیاری از صنایع تبدیل می کند.

فرآیند جوشکاری لیزر نسبتاً ساده است، اما به دقت بالایی نیاز دارد. پرتو لیزر باید دقیقاً بر روی ناحیه ای که قرار است جوش داده شود متمرکز شود و باید برای جبران مواد مختلف در حال اتصال تنظیم شود. علاوه بر این، برای اطمینان از موفقیت آمیز بودن جوش، مقدار حرارت اعمال شده باید به دقت کنترل شود.

در حالی که جوشکاری لیزر مزایای زیادی دارد، معایبی نیز دارد. این فرآیند نسبت به روش‌های سنتی جوشکاری گران‌تر است و به تجهیزات و آموزش‌های تخصصی نیاز دارد. علاوه بر این، این فرآیند می تواند خطرناک باشد و نیاز به استفاده از وسایل حفاظتی و اقدامات ایمنی دارد.

به طور کلی، جوشکاری لیزری یک روش جوشکاری بسیار کارآمد و دقیق است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این یک فرآیند سریع و کارآمد است که می تواند برای پیوستن به طیف گسترده ای از مواد استفاده شود و می تواند در فضاهای محدود استفاده شود. با این حال، این فرآیند گران‌تر از روش‌های جوشکاری سنتی است و به تجهیزات و آموزش‌های تخصصی نیاز دارد.

15/11/2023
بررسی دقیق جوشکاری پرتو لیزر
جوشکاری پرتو لیزر

جوشکاری پرتو لیزر (LBW) یک روش جوشکاری است که برای اتصال قطعات فلزی یا ترموپلاستیک از طریق استفاده از لیزر استفاده می شود. پرتو یک منبع گرمای متمرکز را فراهم می کند و امکان جوش های باریک، عمیق و سرعت جوش بالا را فراهم می کند. این فرآیند اغلب در کاربردهایی با حجم بالا و دقت بالا با استفاده از اتوماسیون، مانند صنایع خودروسازی و هوانوردی، مورد استفاده قرار می گیرد. این جوشکاری بر اساس سوراخ کلید یا حالت نفوذ است.

عملکرد

مانند جوشکاری با پرتو الکترونی (EBW)، جوشکاری پرتو لیزر دارای چگالی توان بالایی (در حد 1 مگاوات بر سانتی‌متر مربع) است که منجر به ایجاد مناطق کوچک تحت تأثیر حرارت و نرخ گرمایش و سرمایش بالا می‌شود. اندازه نقطه لیزر می تواند بین 0.2 میلی متر تا 13 میلی متر متغیر باشد، اگرچه فقط اندازه های کوچکتر برای جوشکاری استفاده می شود. عمق نفوذ متناسب با مقدار برق عرضه شده است، اما به محل نقطه کانونی نیز بستگی دارد: نفوذ زمانی به حداکثر می رسد که نقطه کانونی کمی زیر سطح قطعه کار باشد.

بسته به کاربرد ممکن است از پرتو لیزر پیوسته یا پالسی استفاده شود. پالس های با طول میلی ثانیه برای جوش دادن مواد نازک مانند تیغ های تیغ استفاده می شود در حالی که سیستم های لیزر پیوسته برای جوش های عمیق استفاده می شود.

جوشکاری پرتو لیزر یک فرآیند همه کاره است که قادر به جوشکاری فولادهای کربنی، فولادهای HSLA، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و تیتانیوم است. به دلیل سرعت خنک کنندگی بالا، ترک خوردن در هنگام جوشکاری فولادهای پر کربن یک نگرانی است. کیفیت جوش مانند جوشکاری با پرتو الکترونی بالا است. سرعت جوشکاری متناسب با مقدار توان تامین شده است اما به نوع و ضخامت قطعه کار نیز بستگی دارد. توان بالای لیزرهای گازی آنها را به ویژه برای کاربردهای با حجم بالا مناسب می کند. LBW به ویژه در صنعت خودروسازی مسلط است.

برخی از مزایای LBW در مقایسه با EBW عبارتند از:
- پرتو لیزر را می توان از طریق هوا به جای نیاز به خلاء منتقل کرد
- این فرآیند به راحتی با ماشین آلات روباتیک خودکار می شود
- اشعه ایکس تولید نمی شود
- LBW منجر به جوش با کیفیت بالاتر می شود
مشتق LBW، جوشکاری هیبریدی لیزری، لیزر LBW را با روش جوشکاری قوس الکتریکی مانند جوشکاری قوس فلزی با گاز ترکیب می کند. این ترکیب به انعطاف پذیری بیشتر در موقعیت یابی اجازه می دهد، زیرا GMAW فلز مذاب را برای پر کردن محل اتصال تامین می کند و به دلیل استفاده از لیزر، سرعت جوش را بیش از آنچه که معمولاً با GMAW امکان پذیر است افزایش می دهد. کیفیت جوش نیز بیشتر است، زیرا پتانسیل برای زیر برش کاهش می یابد.

تجهیزات

اتوماسیون و CAM

اگرچه جوشکاری پرتو لیزر را می توان با دست انجام داد، اکثر سیستم ها خودکار هستند و از یک سیستم تولید به کمک کامپیوتر بر اساس طرح های کامپیوتری استفاده می کنند. لیزر جوشکاری همچنین می تواند با فرز جفت شود تا یک قطعه تمام شده را تشکیل دهد.

در سال 2016 پروژه RepRap، که از لحاظ تاریخی بر روی ساخت رشته های ذوب شده کار می کرد، به توسعه سیستم های جوشکاری لیزری منبع باز گسترش یافت. چنین سیستم هایی به طور کامل مشخص شده اند و می توانند در مقیاس وسیعی از کاربردها استفاده شوند و در عین حال هزینه های تولید معمولی را کاهش دهند.

لیزرها

دو نوع لیزری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، لیزرهای حالت جامد (به ویژه لیزرهای یاقوتی و لیزرهای Nd:YAG) و لیزرهای گازی هستند.
نوع اول از یکی از چندین محیط جامد، از جمله یاقوت مصنوعی (کروم در اکسید آلومینیوم)، نئودیمیم در شیشه (Nd:glass) و رایج ترین نوع، نئودیمیم در گارنت آلومینیوم ایتریم (Nd:YAG) استفاده می کند.
لیزرهای گازی از مخلوط گازهایی مانند هلیوم، نیتروژن و دی اکسید کربن (لیزر CO2) به عنوان رسانه استفاده می کنند.
با این حال، صرف نظر از نوع، هنگامی که محیط برانگیخته می شود، فوتون ساطع می کند و پرتو لیزر را تشکیل می دهد.
حالت جامد
لیزرهای حالت جامد در طول موج‌های حدود 1 میکرومتر عمل می‌کنند که بسیار کوتاه‌تر از لیزرهای گازی مورد استفاده برای جوشکاری هستند، و در نتیجه اپراتورها باید از عینک‌های مخصوص استفاده کنند یا از صفحه‌نمایش مخصوص برای جلوگیری از آسیب شبکیه استفاده کنند. لیزرهای Nd:YAG می توانند در دو حالت پالسی و پیوسته عمل کنند، اما انواع دیگر به حالت پالسی محدود می شوند. طرح اصلی و هنوز محبوب حالت جامد یک کریستال تک کریستالی به شکل میله ای به قطر تقریباً 20 میلی متر و طول 200 میلی متر است و انتهای آن صاف است. این میله توسط یک لوله فلاش حاوی زنون یا کریپتون احاطه شده است. هنگامی که چشمک می زند، یک پالس نور به مدت حدود دو میلی ثانیه توسط لیزر ساطع می شود. محبوبیت کریستال های دیسکی شکل در صنعت رو به افزایش است و فلاش لامپ ها به دلیل کارایی بالا جای خود را به دیودها می دهند. توان خروجی معمولی برای لیزرهای یاقوتی 10 تا 20 وات است، در حالی که خروجی لیزر Nd:YAG بین 0.04 تا 6000 وات است. برای رساندن پرتو لیزر به ناحیه جوش، معمولاً از فیبر نوری استفاده می‌شود.

گاز

لیزرهای گازی از منابع انرژی با ولتاژ بالا و جریان کم برای تامین انرژی مورد نیاز برای برانگیختن مخلوط گازی استفاده می‌کنند که به عنوان رسانه لیزر استفاده می‌شود. این لیزرها می توانند در هر دو حالت پیوسته و پالسی کار کنند و طول موج پرتو لیزر گاز CO2 10.6 میکرومتر، عمیق مادون قرمز، یعنی “گرما” است. کابل فیبر نوری این طول موج را جذب می کند و از بین می رود، بنابراین از یک لنز سفت و سیستم تحویل آینه استفاده می شود. توان خروجی لیزرهای گازی می تواند بسیار بیشتر از لیزرهای حالت جامد باشد و به 25 کیلو وات می رسد.

فیبر

در لیزرهای فیبر، رسانه اصلی خود فیبر نوری است. آنها می توانند تا 50 کیلو وات قدرت داشته باشند و به طور فزاینده ای برای جوشکاری صنعتی روباتیک استفاده می شوند.

تحویل پرتو لیزر

دستگاه های جوشکاری پرتو لیزر مدرن را می توان به دو نوع دسته بندی کرد. در نوع سنتی، خروجی لیزر به دنبال درز حرکت می کند. این معمولا با یک ربات به دست می آید. در بسیاری از کاربردهای مدرن، از جوشکاری پرتو لیزر از راه دور استفاده می شود. در این روش پرتو لیزر به کمک اسکنر لیزری در امتداد درز حرکت داده می شود تا بازوی رباتیک دیگر نیازی به دنبال کردن درز نداشته باشد. از مزایای جوشکاری لیزری از راه دور سرعت بالاتر و دقت بالاتر فرآیند جوشکاری است.

مدل سازی حرارتی جوشکاری لیزری پالسی

دستگاه جوشکاری لیزری پالسی نسبت به جوشکاری لیزری با موج پیوسته (CW) مزایایی دارد. برخی از این مزایا تخلخل کمتر و پاشش کمتر است. جوشکاری لیزری پالسی نیز دارای معایبی از جمله ایجاد ترک داغ در آلیاژهای آلومینیوم است. تجزیه و تحلیل حرارتی فرآیند جوشکاری لیزری پالسی می‌تواند به پیش‌بینی پارامترهای جوشکاری مانند عمق همجوشی، سرعت خنک‌سازی و تنش‌های پسماند کمک کند. با توجه به پیچیدگی فرآیند لیزر پالسی، لازم است از روشی استفاده شود که شامل یک چرخه توسعه باشد. این چرخه شامل ساخت یک مدل ریاضی، محاسبه یک چرخه حرارتی با استفاده از تکنیک‌های مدل‌سازی عددی مانند مدل‌سازی اجزای محدود (FEM) یا روش تفاضل محدود (FDM) یا مدل‌های تحلیلی با فرضیات ساده‌سازی، و اعتبارسنجی مدل با اندازه‌گیری‌های تجربی است.

روشی که برخی از مدل های منتشر شده را ترکیب می کند شامل موارد زیر است:
1. تعیین راندمان جذب توان
2. محاسبه فشار پس زدگی بر اساس دما و معادله کلازیوس-کلاپیرون.
3. سرعت های جریان سیال را با استفاده از روش حجم سیال (VOF) محاسبه کنید.
4. محاسبه توزیع دما
5. زمان را افزایش دهید و مراحل 1-4 را تکرار کنید.
6. اعتبارسنجی نتایج
مرحله 1

تمام انرژی تابشی جذب نمی شود و برای جوشکاری به گرما تبدیل نمی شود. مقداری از انرژی تشعشعی در پلاسمای ایجاد شده توسط تبخیر و سپس یونیزه شدن گاز جذب می شود. علاوه بر این، میزان جذب تحت تأثیر طول موج پرتو، ترکیب سطحی ماده جوش داده شده، زاویه تابش و دمای ماده است.

فرض منبع نقطه‌ای روزنتال یک ناپیوستگی دمای بی‌نهایت بالا بر جای می‌گذارد که به جای آن با فرض توزیع گاوسی برطرف می‌شود. انرژی تابشی نیز به طور یکنواخت در درون پرتو توزیع نمی شود. برخی از دستگاه ها توزیع انرژی گاوسی را تولید می کنند، در حالی که برخی دیگر می توانند دووجهی باشند. توزیع انرژی گاوسی را می توان با ضرب چگالی توان در تابعی مانند زیر اعمال کرد: $f(r)=\exp(-r^{2}/a_{o}^{2})$ ، جایی که r فاصله شعاعی از مرکز پرتو است، $a_{o}$ = شعاع پرتو یا اندازه نقطه.

استفاده از توزیع دما به جای فرض منبع نقطه ای امکان محاسبه آسان تر خواص مواد وابسته به دما مانند قابلیت جذب را فراهم می کند. در سطح تحت تابش، هنگامی که سوراخ کلید تشکیل می شود، بازتاب فرنل (جذب تقریباً کامل انرژی پرتو به دلیل بازتاب چندگانه در حفره سوراخ کلید) رخ می دهد و می تواند توسط $\alpha _{\theta }=1-R_{\theta }=1-0.5{{1+(1-\epsilon \cos \theta )^{2} \over {1+{1+\epsilon \cos \theta )^{2}}}}+{{{\epsilon ^{2}}-2\epsilon \cos \theta +2\cos ^{2}\theta } \over {\epsilon ^{2}}+2\epsilon \cos \theta +2\cos ^{2}\theta }}$ مدل شود. ، که در آن ε تابعی از ثابت دی الکتریک، هدایت الکتریکی و فرکانس لیزر است. θ زاویه تابش است. درک راندمان جذب کلیدی برای محاسبه اثرات حرارتی است.

مرحله 2

لیزرها می توانند در یکی از دو حالت رسانایی و سوراخ کلید جوش دهند. اینکه کدام حالت در حال کار است بستگی به این دارد که آیا چگالی توان به اندازه کافی بالا باشد که باعث تبخیر شود. حالت هدایت در زیر نقطه تبخیر رخ می دهد در حالی که حالت سوراخ کلید بالاتر از نقطه تبخیر رخ می دهد. سوراخ کلید شبیه یک جیب هوا است. جیب هوا در حالت شار است. نیروهایی مانند فشار پس زدگی فلز تبخیر شده سوراخ کلید را باز می کند در حالی که گرانش (معروف به نیروهای هیدرواستاتیک) و کشش سطحی فلز تمایل به فروپاشی آن دارند. در چگالی توان بالاتر، بخار را می توان یونیزه کرد تا پلاسما تشکیل دهد. فشار پس زدگی با استفاده از معادله کلازیوس-کلاپیرون تعیین می شود. ${dP \over dT}={d\Delta H_{LV} \over dT\Delta V_{LV}}\thickapprox {d\Delta H_{LV} \over T_{LV}V_{LV}}$ , که در آن P فشار بخار تعادلی، T دمای سطح مایع، H_LVگرمای نهان تبخیر، T_LVدمای تعادل در سطح مشترک مایع و بخار است. با استفاده از این فرض که جریان بخار به سرعت های صوتی محدود می شود، دریافت می شود که $P_{r}\approxeq 0.54P_{o}exp(\Delta H_{LV}{T-T_{LV} \over RTT_{LV}})$ ، که در آن Po فشار اتمسفر و Pr فشار پس زدگی است.

مرحله 3

این مربوط به پروفیل های سوراخ کلید است. سرعت جریان سیال توسط

$\bigtriangledown *{\overrightarrow {v}}=0$

${\partial {\overrightarrow {v}} \over \partial t}+({\overrightarrow {v}}*\bigtriangledown ){\overrightarrow {v}}=-{1 \over \rho }\bigtriangledown P+v\bigtriangledown {\overrightarrow {v}}+\beta {\overrightarrow {g}}\Delta T$

${\partial F \over \partial t}+({\overrightarrow {v}}*\bigtriangledown )F=0$

جایی که $\overrightarrow {v}$ بردار سرعت، P= فشار، ρ= چگالی جرم، $v$ = ویسکوزیته، β=ضریب انبساط حرارتی، g=گرانش، و F کسر حجمی سیال در یک سلول شبکه شبیه‌سازی است.

مرحله 4

برای تعیین دمای مرزی در سطح برخورد لیزر، معادله ای مانند این را اعمال می کنید. $k_{n}{\partial T \over \partial n}-q+h(T-T_{o})+\sigma \epsilon (T^{4}-T_{o}^{2})=0$ ,

که در آن kn = رسانایی گرمایی نرمال به سطح برخورد شده توسط لیزر، h = ضریب انتقال حرارت همرفتی برای هوا، σ ثابت استفان – بولتزمن برای تابش، و ε تابش ماده جوش داده شده است، q لیزر است. شار حرارتی پرتو

برخلاف جوشکاری لیزری CW (موج پیوسته) که شامل یک چرخه حرارتی متحرک است، لیزر پالسی شامل برخورد مکرر به همان نقطه است، بنابراین چرخه‌های حرارتی متعددی با هم تداخل دارند. روشی برای پرداختن به این موضوع اضافه کردن یک تابع پله ای است که شار گرما را در زمانی که پرتو روشن است در یک ضرب می کند اما وقتی پرتو خاموش است شار گرما را در صفر ضرب می کند. یکی از راه‌های برای رسیدن به این هدف، استفاده از دلتای کرونکر است که q را به صورت زیر تغییر می‌دهد:

$q=\delta *qe$ ، که در آن δ= دلتای کرونکر، qe = شار حرارتی تجربی تعیین شده است. مشکل این روش این است که به شما اجازه نمی دهد اثر مدت زمان نبض را ببینید. یک راه برای حل این مشکل استفاده از یک اصلاح کننده است که تابعی وابسته به زمان است مانند:

$f(n)={\begin{cases}1,&{\text{if }}n/v\leq t\leq n/v+\tau \\0,&{\text{if }}n/v+\tau \leq t\leq (n+1)/v\end{cases}}$

که در آن v= فرکانس پالس، n=0،1، 2،…، v-1)، τ= مدت زمان پالس.

در مرحله بعد، این شرط مرزی را اعمال کرده و قانون 2 فوریه را حل کنید تا توزیع دمای داخلی را به دست آورید. با فرض عدم تولید گرمای داخلی، راه حل $\rho C_{p}({\partial T \over \partial t}+{\overrightarrow {v}}\bigtriangledown T)=k\bigtriangledown T$ است، که در آن k = هدایت حرارتی، ρ = چگالی، Cp = ظرفیت گرمایی ویژه، $\overrightarrow {v}$ =بردار سرعت سیال.

مرحله 5

افزایش با گسسته کردن معادلات حاکم ارائه شده در مراحل قبل و اعمال مراحل بعدی زمان و طول انجام می شود.

مرحله 6

نتایج را می توان با مشاهدات تجربی خاص یا روندهای آزمایش های عمومی تأیید کرد. این آزمایش‌ها شامل تأیید متالوگرافی عمق همجوشی است.

پیامدهای ساده سازی مفروضات

فیزیک لیزر پالسی می‌تواند بسیار پیچیده باشد و بنابراین، برخی فرضیات ساده‌کننده باید برای سرعت بخشیدن به محاسبه یا جبران کمبود خواص مواد انجام شود. برای به حداقل رساندن زمان محاسبه، وابستگی به دما خواص مواد مانند گرمای ویژه نادیده گرفته می شود.

دمای مایع را می توان بیش از حد تخمین زد، اگر میزان اتلاف حرارت ناشی از اتلاف جرم از بخار خروجی از رابط مایع و فلز در نظر گرفته نشود.
10/11/2023
سوالات متداول دستگاه جوش لیزر

دستگاه جوش ليزر

امروزه و با پيشرفت تكنولوژي، جوشكاري ليزري يكي از راهكارهاي جذاب و پركاربرد براي افرادي است كه در صنعت جوش فعال هستند. در اين نوشته با سوالات متداول درباره دستگاه جوش ليزری و پاسخ آنها آشنا خواهيم شد.

سوالات متداول

1. دستگاه جوش لیزر را روی چه موادی می توان اعمال کرد؟

فولاد ضد زنگ، فولاد کربن، آلومینیوم، مس، ورق گالوانیزه و سایر مواد فلزی و آلیاژهای آنها.

2. آیا دستگاه جوش لیزری می تواند ورق گالوانیزه گرم را جوش دهد؟

ورق گالوانیزه سرد و ورق گالوانیزه گرم را می توان با دستگاه جوش لیزری کاملاً جوش داد.

3. قدرت جوش دستگاه جوش لیزری چطور؟

استحکام جوش آن بالاتر از جوشکاری قوس الکتریکی سنتی و جوشکاری محافظ گاز است.

4. در صورت وجود فاصله بین مواد، آیا دستگاه جوش لیزری امکان پذیر است؟

توصیه می شود که درز جوش در 1.5 میلی متر کنترل شود، که می تواند با تجهیزات پرکننده سیم اتوماتیک استفاده شود.

5. آیا ابزار جوشکاری پرتو لیزر می تواند مواد فلزی مختلف را به هم جوش دهد؟

بله، البته، جوشکاری مواد فلزی غیر مشابه امکان پذیر است.

6. ضخامت مواد مناسب برای تجهیزات جوش لیزری چیست؟

عمق نفوذ جوش یک طرفه می تواند به 4 میلی متر برسد که برای جوشکاری مواد فلزی 0.5-5 میلی متری مناسب است.

7. مساحت دستگاه جوشکاری لیزری دستی چقدر است؟

حجم دستگاه جوش لیزری دستی تقریباً: 1200mmX800mmX1300mm است.

8. قدرت دستگاه جوش لیزری چقدر است؟

سه توان وجود دارد: 1000 وات، 1500 وات و 2000 وات. ضخامت ماده قابل جوشکاری متناسب با توان لیزر است.

9. آیا دستگاه جوش لیزری به گاز محافظ نیاز دارد؟

به نیتروژن یا آرگون نیاز دارد.

10. آیا ابزار جوش لیزری مقدار زیادی گاز محافظ مصرف می کند؟

دستگاه جوش لیزری می تواند 1/2 گاز را در مقایسه با دستگاه جوش سنتی ذخیره کند.

11. مزایای دستگاه لیزر جوشکاری چیست؟

منطقه کوچک متاثر از حرارت، تغییر شکل مواد کوچک، سرعت جوشکاری سریع، بدون سنگ زنی، بدون متخصص جوش.

12. آیا دستگاه جوشکاری لیزری نیاز به تمرکز دارد؟

فقط یک بار در طول نصب، سپس می توانید از پردازش جوش لذت ببرید.

13. دستگاه جوش لیزری دارای چه قطعات سایشی است؟

محافظت از لنز و جوشکاری نازل مسی، بسیار ارزان است.

14. آیا دستگاه لیزر جوشکاری قابل تعمیر است؟

امکان پذیر است اما توصیه نمی شود.

15. آیا اثر جوش لیزری خوب است؟

در جوشکاری لیزری جوش دقیق تری خواهید داشت و پرداخت عالی است. جوش نیز بسیار قوی است. بنابراین، این فرآیند ساخت برای قطعات ریز بسیار مناسب است. همچنین می توانید بدون هیچ گونه محدودیتی از آن استفاده کنید.

16. آیا می توان آلومینیوم را با لیزر جوش داد؟

جوش لیزری معمولا برای اتصال آلومینیوم و آمالگام آن استفاده می شود.

17. آیا می توان از پرکننده ها در جوشکاری لیزری استفاده کرد؟

می توانید از مواد پرکننده برای جوشکاری لیزر، سیم یا پودر استفاده کنید. با این وجود، بیشتر کاربردهای لیزر جوش صنعتی از سیم جوش استفاده می کنند.

18. چگونه با دستگاه جوش لیزر کار کنیم؟

لطفا با تیم مهندسی حرفه ای الماس صنعت برتر تماس بگیرید.

19. قیمت دستگاه جوشکاری لیزری چقدر است؟

برای اطلاع از قیمت روز این دستگاه با ما تماس بگیرید.

05/11/2023
جوشکاری لیزر، تجهیزات، مزایا و معایب
جوشکاری لیزر

یک فرآیند جوشکاری ذوبی است که در آن دو قطعه ي فلزی با استفاده از لیزر به یکدیگر متصل می شوند. پرتوهای لیزر روي حفره بین دو قطعه فلزی که قرار است به یکدیگر متصل شوند متمرکز می شوند. پرتوهای لیزر انرژی کافی دارند و هنگامی که به قطعات فلزی برخورد می کنند حرارتی تولید می کنند که مواد دو قطعه فلزی را ذوب کرده و حفره را پر می کند. پس از سرد شدن یک جوش قوی بین دو قطعه تشکیل می شود. این یک فرآیند جوشکاری بسیار کارآمد است و می توان آن را به راحتی با ماشین آلات رباتیک خودکار کرد. این روش جوشکاری بیشتر در صنعت خودرو استفاده می شود.

قطعات یا تجهیزات اصلی جوشکاری پرتو لیزر عبارتند از:

دستگاه جوش لیزر، دستگاهي است که برای تولید لیزر برای جوشکاری استفاده می شود. اجزای اصلی دستگاه لیزر در زیر نشان داده شده است.

منبع تغذیه: یک منبع برق با ولتاژ بالا در سراسر دستگاه لیزر برای تولید پرتو لیزر اعمال می شود.

CAM: دستگاه لیزر را با رایانه ها برای انجام فرآیند جوشکاری یکپارچه میكند. تمام اعمال کنترلی در طول فرآیند جوشکاری توسط لیزر، توسط CAM انجام می شود. فرآیند جوشکاری را تا حد زیادی سرعت می بخشد.

CAD: به آن طراحی به کمک رایانه می گویند. برای طراحی کار برای جوشکاری استفاده می شود. در اینجا از کامپیوترها برای طراحی قطعه کار و نحوه انجام جوش روی آن استفاده می شود.

گاز محافظ: ممکن است در طول فرآیند جوشکاری از یک گاز محافظ برای جلوگیری از اکسید شدن w/p استفاده شود.

انواع لیزر مورد استفاده

لیزرهای گازی: از مخلوط گازها به عنوان یک محیط مناسب برای تولید لیزر استفاده می کند. از مخلوط گازهایی مانند نیتروژن، هلیوم و دی اکسید کربن به عنوان محیط لیزر استفاده می شود.

لیزر حالت جامد: از چندین محیط جامد مانند کریستال یاقوت مصنوعی (کروم در اکسید آلومینیوم)، نئودیمیم در شیشه (Nd: شیشه) و نئودیمیم در گارنت آلومینیوم ایتریم (Nd-YAG، که بیشتر استفاده می شود) استفاده می کند.

لیزر فیبر: محیط لیزر در این نوع لیزر، خود فیبر نوری است.

ویژگی های جوشکاری پرتو لیزر

چگالی توان جوشکاری پرتو لیزر بالا است. در حد 1 مگاوات بر سانتی متر مربع است. به دلیل این چگالی انرژی بالا، دارای مناطق کوچک متاثر از گرما است. میزان گرمایش و سرمایش زیاد است. پرتوهای لیزر تولید شده منسجم (دارای فاز یکسان) و تک رنگ (یعنی دارای طول موج یکسان) هستند. از آن برای جوشکاری نقطه ای با اندازه های کوچکتر استفاده می شود، اما اندازه نقطه می تواند از 0.2 میلی متر تا 13 میلی متر متفاوت باشد. عمق نفوذ LBW به مقدار منبع تغذیه و محل نقطه کانونی بستگی دارد. متناسب با مقدار 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 پالسی یا پیوسته استفاده می شود. مواد نازک با استفاده از پالس های میلی ثانیه ای جوش داده می شوند و از پرتوهای لیزر پیوسته برای جوش های عمیق استفاده می شود. این یک فرآیند همه کاره است زیرا قادر به جوشکاری فولادهای کربنی، فولاد ضد زنگ، فولاد HSLA، آلومینیوم و تیتانیوم است. به دلیل سرعت سرد شدن بالا، مشکل ترک خوردگی در هنگام جوشکاری فولادهای پر کربن وجود دارد ولي جوش با کیفیت بالا تولید می کند. این فرآیند جوشکاری در صنعت خودروسازی محبوبیت بیشتری دارد.

نحوه کار کردن جوشکاری پرتو لیزر

ابتدا راه اندازی دستگاه لیزر جوش در محل مورد نظر (در بین دو قطعه فلزی که باید به هم متصل شوند) انجام می شود. پس از راه اندازی، یک منبع تغذیه با ولتاژ بالا به دستگاه لیزر اعمال می شود. با این کار لامپ های فلاش دستگاه روشن می شود و فوتون های نوری ساطع می شود. انرژی فوتون نور توسط اتم های کریستال یاقوت جذب می شود و الکترون ها به سطح انرژی بالاتر خود برانگیخته می شوند. هنگامی که آنها به حالت پایه خود باز می گردند (وضعیت انرژی پایین تر) یک فوتون نور ساطع می کنند. این فوتون نوری دوباره الکترون های برانگیخته اتم را تحریک می کند و دو فوتون تولید می کند.

این روند ادامه می یابد و ما یک پرتو لیزر متمرکز دریافت می کنیم. این پرتو لیزر با غلظت بالا به محل مورد نظر برای جوشکاری قطعات متعدد به یکدیگر متمرکز می شود. از لنز برای متمرکز کردن لیزر در ناحیه ای که جوشکاری نیاز است استفاده می شود. CAM برای کنترل حرکت لیزر و میز قطعه کار در طول فرآیند جوشکاری استفاده می شود. همانطور که پرتو لیزر به حفره بین دو قطعه فلزی که قرار است به یکدیگر متصل شوند برخورد می کند، فلز پایه هر دو قطعه را ذوب می کند و پس از انجماد، یک جوش قوی بدست می آوریم.

مزایا
- کیفیت جوش بالایی را تولید می کند.
- LBW را می توان به راحتی با ماشین آلات رباتیک برای تولید حجم زیاد خودکار کرد.
- هیچ الکترودی مورد نیاز نیست.
- هیچ ابزاری فرسوده نمی شود زیرا یک فرآیند غیر تماسی است.
- زمان صرف شده برای جوشکاری بخش ضخیم کاهش می یابد.
- قابلیت جوشکاری در مناطقی که به راحتی در دسترس نیستند.
- قابلیت جوشکاری فلزات با خواص فیزیکی متفاوت را دارد.
- می توان مواد را در هوا جوش داد و نیازی به خلاء نیست.
- محافظ اشعه ایکس مورد نیاز نیست زیرا هیچ اشعه ایکسي تولید نمی کند.
- می توان براي جوشكاري در نقاط کوچک متمرکز کرد.
- انواع مختلفی از مواد را می توان با استفاده از جوشکاری پرتو لیزر جوش داد.
- نسبت تصویر (یعنی نسبت عمق به عرض) 10:1 را ایجاد می کند.
معایب
1. هزینه اولیه بالا. تجهیزات مورد استفاده در LBW هزینه بالایی دارند.
2. هزینه نگهداری بالا
3. به دلیل سرعت سرد شدن سریع، ممکن است در برخی از فلزات ترک ایجاد شود.
4. برای کار با LBW به نیروی کار با مهارت بالا نیاز است.
5. ضخامت جوش به 19 میلی متر محدود شده است.
6. راندمان تبدیل انرژی در LBW بسیار پایین است. معمولاً زیر 10 درصد است.
کاربرد

جوشکاری لیزر در صنعت خودروسازی بیشتر كاربرد دارد. در جایی که نیاز به تولید زیاد است استفاده می شود.
05/08/2023
جوشکاری لیزری آلومینیوم
جوشکاری لیزری آلومینیوم

آلومینیوم می تواند یک ماده سخت برای جوشکاری باشد. مسائل اکسیداسیون می تواند منجر به مشکلات آلودگی و تخلخل شود. با این حال، اگر به درستی تمیز شود و به درستی کار شود، آلومینیوم به خوبی با لیزر جوش می شود.

چالش های جوشکاری آلومینیوم

آلومینیوم خواص خاصی دارد که جوشکاری آن را نسبت به سایر فلزات چالش برانگیزتر می کند. هدایت حرارتی نسبتاً بالا (تقریباً 209 وات بر متر کلوین) و نقطه ذوب پایین (1221 درجه فارنهایت/660.3 درجه سانتیگراد) آن را به گونه ای ساخته است که فقط از فرآیندهای جوشکاری ذوبی می توان برای جوشکاری آن استفاده کرد. فرآیندهای جوشکاری فیوژن، مانند MIG، TIG، لیزر و پرتو الکترونی، گرمای شدیدی را در ناحیه کوچکی تولید می‌کنند تا مواد را در ناحیه جوش مورد نظر ذوب کنند. این منطقه کوچک متاثر از گرما ضروری است زیرا رسانایی حرارتی بالای آلومینیوم منجر به انتقال گرما در سراسر قطعه کار می شود، یا مواد زیادی را ذوب می کند یا کل قسمت را تغییر شکل می دهد. مقدار حرارت و محل اعمال آن باید بسیار دقیق کنترل شود.

فرآیندهای جوشکاری دستی، مانند MIG و TIG، برای کنترل این عوامل به مهارت اپراتور و فروکش حرارتی متکی هستند. از آنجایی که آلومینیوم با نزدیک شدن به نقطه ذوب خود از نظر ظاهری تغییر نمی کند، فرآیندهای جوشکاری که نیاز به قضاوت بصری در مورد آمادگی مواد دارند می توانند غیر قابل اعتماد باشند. روش‌های خودکار، مانند لیزر و پرتو الکترونی، که از رایانه‌ها برای کنترل نرخ تغذیه، توان و محل جوش استفاده می‌کنند، کیفیت جوش دقیق‌تری را ارائه می‌دهند.

اکسیداسیون آلومینیوم

یکی دیگر از چالش های جوشکاری آلومینیوم، تشکیل لایه اکسید روی سطح کار است. نقطه ذوب اکسید آلومینیوم تقریباً 3 برابر نقطه ذوب آلومینیوم خالص است که می تواند منجر به آلودگی ذرات اکسید آلومینیوم جوش شود و منجر به مشکلات تخلخل شود. در بیشتر موارد، اکسید باید قبل از جوشکاری با روش های مکانیکی یا شیمیایی حذف شود. اکسید آلومینیوم می‌تواند بر جوشکاری لیزر تأثیر بگذارد: اکسید می‌تواند انعکاس سطح قطعات را تغییر دهد، که بر میزان انرژی لیزری که آن را به فلز پایه می‌سازد تأثیر منفی می‌گذارد.

آلودگی هیدروکربنی

آلودگی هیدروکربنی آلومینیوم در هنگام ذخیره سازی و بستر سازی مواد می تواند باعث ایجاد مشکلاتی در هنگام جوشکاری شود. قطعات آلومینیومی غالباً قبل از عملیات جوشکاری تشکیل، برش، اره و ماشینکاری می شوند. اگر در طی هر یک از این عملیات پیش جوش از روان کننده استفاده شود، حذف کامل روان کننده قبل از جوشکاری برای جلوگیری از جوش بد ضروری است. احتیاط حکم می کند که قطعات آلومینیومی که قرار است جوش داده شوند باید به گونه ای پیش جوش داده شوند که از حداقل روان كننده استفاده شود. قطعات باید تمیزو خشک باشند.

جوشکاری لیزری آلومینیوم

لیزر جوشکاری یکی از محبوب ترین خدمات ما برای جوشکاری آلومینیوم است. این فرآیند برای جوش های سریع و تمیز ایده آل است. منطقه تحت تأثیر حرارت به حداقل می رسد و نفوذ جوش می تواند تا 0.25 اینچ در آلومینیوم باشد. جوشکاری پرتو لیزر را می توان با مواد حساس به ترک استفاده کرد، مانند سری 6000 آلیاژهای آلومینیوم در صورت ترکیب با مواد پرکننده مناسب مانند آلومینیوم 4032 یا 4047. انواع مختلفی از لیزر وجود دارد که با آلومینیوم به خوبی کار می کنند و غالبا استفاده از گاز پوششی محتاطانه است.

بستر سازی قبل از جوش

برای جلوگیری از آلودگی اکسیدی و هیدروکربنی، آلومینیومی که قرار است با لیزر جوش داده شود باید کاملا تمیز شود. كه حذف هر گونه اکسید، اغلب به صورت مکانیکی انجام ميشود، با استفاده از برس های سیمی فولادی ضد زنگ، آسیاب کردن، سوهان کردن یا خراش دادن.

روش دیگر، روش های تمیز کردن شیمیایی با استفاده از غوطه وری در محلول های سوزاننده و آب وجود دارد که در حذف اکسید آلومینیوم موثر است. بقایای هیدروکربن روی قطعات آلومینیومی را می توان به طور کلی با استفاده از حلال های مبتنی بر استون یا الکل حذف کرد. از استفاده از حلال های کلردار در محل جوش خودداری کنید زیرا ممکن است هنگام گرم شدن گازهای سمی ایجاد کنند. قبل از ساییدن سطح برای حذف اکسید آلومینیوم، آلودگی هیدروکربنی باید حذف شود.

بستر سازی مشترک

یک جنبه بسیار مهم در جوشکاری آلومینیوم نحوه ساخت اتصال است. در ماشین‌کاری و مونتاژ باید دقت ویژه‌ای داشت زیرا آلومینیوم نرم‌تر از اکثر فلزات است. آلودگی ها را می توان به راحتی به قسمتی منتقل کرد و سپس به زیر سطح مفصل فشار داد. از روش های ماشینکاری که سطح زمین لکه دار باقی می ماند خودداری کنید. ما اتصالاتی را که به درستی ماشین کاری نشده و پس از برش تمیز نشده اند، جوش نمی دهیم. در صورت امکان از فرآیند آسیاب کردن خودداری کنید. اگر نمی توان از آسیاب کردن اجتناب کرد، از دیسک دوره استفاده کنید.

هنگام تمیز کردن یک سطح با حلال، از پارچه تمیز مانند دستمال کاغذی يا دستمال مرطوب استفاده کنید. از پارچه کثیف و روغنی استفاده نکنید.

از استفاده از هوای تحت فشار کارگاهی برای خارج کردن زباله ها از ناحیه مفصل خودداری کنید. هوای تحت فشار حاوی رطوبت و روغن است. اگر قسمتی باید باد شود، از گازهایی مانند نیتروژن یا آرگون استفاده کنید.

فقط پس از تمیز کردن با حلال از یک برس سیمی فولاد ضد زنگ برای تمیز کردن مفصل استفاده کنید. قبل از تمیز کردن، برس آلودگی ها را در آلومینیوم فرو می کند.

همیشه از یک برس استیل جدید یا تمیز استفاده کنید. برس های قدیمی که در اطراف یک میز کار نشسته اند ممکن است حاوی روغن و سایر آلودگی ها باشند. از برس هایی که بر روی فلزات دیگر استفاده شده است استفاده نکنید، زیرا می توان پوسته های فلزی را روی موهای برس حمل کرد، سپس در هنگام مسواک زدن زیر سطح آلومینیوم قرار داد. به طور کلی، سطوحی که به روش شیمیایی حکاکی، غیرفعال یا تمیز شده اند، نباید با برس سیمی شوند. تمام برس های سیمی و ابزار برش را مرتباً تمیز کنید.

تثبیت

جوشکاری لیزری به یک اتصال نسبتاً دقیق نیاز دارد تا شکاف و عدم تطابق مجاز را حفظ کند. اتصال خوب جوش ضروری است پس بايد بتوان پرتو لیزر را با دقت قرار داد. بنابراین جوشکاری و برش لیزر ذاتاً فرآیندهایی هستند که توسط ماشین هدایت می شوند.

انواع مفصل

مفصل:

تحمل مناسب 15% ضخامت مواد مطلوب است.

لبه ها به شرط صاف و مربع بودن قابل قبول هستند.

ناهماهنگی و خارج از مسطح بودن قطعات باید کمتر از 25 درصد ضخامت مواد باشد.

اتصال لبه (جوش درز یا جوش):

شکاف‌های هوا بین قطعاتی که باید جوش داده شوند، نفوذ جوش و/یا سرعت تغذیه را به شدت محدود می‌کنند.

برای جوش های گرد در آلومینیوم، هیچ شکافی را نمی توان تحمل کرد مگر اینکه پوشش گاز بی اثر را بتوان در کل ناحیه جوش حفظ کرد.

فیله مفصل:

این پیکربندی اتصال مخصوصاً به دلیل سرعت انقباض بالای آلومینیوم مناسب است.

لبه های مربعی و تناسب خوب نیز لازم است.

لیزرهای مناسب برای جوشکاری آلومینیوم

چهار دسته اصلی از لیزرها برای جوشکاری آلومینیوم مناسب هستند:
1. CO2
2. Nd:YAG (نئودیمیم: ایتریوم-آلومینیوم-گارنت)
3. فیبر
4. دیسک (Yb:YAG ایتربیوم)
همه این فناوری‌ها قادر به تولید جوش‌های آلومینیومی با کیفیت بالا هستند و روش مورد استفاده اغلب به هزینه‌های عملیاتی بستگی دارد تا کیفیت جوش. با این حال، هر فرآیند دارای ویژگی‌های کمی متفاوت است که می‌تواند برخی از انواع لیزرها را برای کاربردهای خاص، پیکربندی اتصالات و ترکیب‌های آلیاژ آلومینیوم ترجیح دهد.

روش های عملیات جوشکاری لیزری

انرژی پرتو لیزر را می توان به صورت مجموعه ای از پالس ها، يا به صورت یک پرتو پشت هم یا در پیکربندی جوش همزن لیزری بر روی قطعه کار اعمال کرد. تصمیم برای استفاده از یک روش خاص به کاربرد، خواص مواد و غیره بستگی دارد.

جوش لیزری پالسی

لیزر پالسی دقیقاً به این صورت است: پرتو با سرعت بسیار بالایی (10-1000 هرتز) روشن و خاموش می شود به طوری که انرژی اعمال شده به قطعه کار مجموعه ای از انفجارهای جداگانه است. هر پالس ناحیه ای از مواد ذوب شده را ایجاد می کند، سپس قطعه کار کمی جابجا می شود و پالس دیگری اعمال می شود و در نتیجه یک سری جوش های همپوشانی یک مهره متصل ایجاد می کند. هر ناحیه جوش ایجاد شده توسط یک پالس به سرعت سرد می شود، که مقدار گرما را در مواد اطراف به حداقل می رساند، که به نوبه خود میزان داغ شدن قطعه را محدود می کند و ذوب و اعوجاج قطعه را به حداقل می رساند. به دلیل رسانایی حرارتی بالای آلومینیوم، لیزر پالسی معمولاً بهترین راه برای جوشکاری لیزری آلومینیوم در مواقعی که ورودی حرارتی کم مورد نیاز است، مي باشد.

جوشکاری لیزر موج متصل

جوش لیزری موج متصل برای جوش های با نفوذ عمیق استفاده می شود و اغلب به عنوان جوشکاری سوراخ کلید شناخته می شود. یک پرتو ثابت از نور لیزر به قطعه کار اعمال می شود که سپس به زیر پرتو منتقل می شود. مواد روی لبه جلویی پرتو لیزر با سرد شدن لبه انتهایی ذوب می شوند. لیزرهای موج متصل معمولاً با سرعت 25 تا 100 اینچ در دقیقه تغذیه می شوند تا قطعات بیش از حد گرم نشوند. از آنجایی که گرما با سرعت ثابتی اعمال می شود و قطعه در معرض گرمایش و سرمایش مداوم لیزر پالسی قرار نمی گیرد، جوشکاری موج متصل ممکن است برای برخی از آلیاژهای آلومینیوم حساس تر به ترک مناسب تر باشد.

جوش همزن لیزری

جوشکاری لیزری آلومینیوم بدون ترک یک چالش همیشگی است. تکنیک استاندارد هنگام جوشکاری آلیاژهای مستعد ترک، استفاده از سیم پرکننده یا سیم ساخته شده از آلیاژ جوش پذیرتر (مانند 4047) برای دستیابی به اتصال جوش با کیفیت است. برای جوشکاری قطعات حساس به حرارت، مانند محفظه های الکترونیکی، استفاده از مواد پرکننده و جوشکاری با لیزر پالسی نشان داده شده است. با این حال، برای جوش‌هایی با نفوذ عمیق‌تر در آلیاژهای آلومینیوم مستعد ترک، با استفاده از روش جوشکاری هم‌زن لیزری انحصاری خود، موفقیت‌های زیادی کسب کرده‌ایم.

جوشکاری اغتشاشی لیزری فرآیندی است که در آن یک لیزر پرتو متصل با فرکانس نسبتاً بالایی نوسان می‌کند، که باعث ایجاد یک عمل هم‌زن در حوضچه جوش مذاب می‌شود – از این رو اصطلاح “جوشکاری اغتشاشی” نامیده می‌شود. نتیجه دستکاری حفره حوضچه جوش است که برخی از ویژگی های کلیدی جوش را تغییر می دهد.

فواید:
- جوشکاری همزن لیزری منجر به ایجاد اتصالات بدون نقص و بدون ترک داغ، تخلخل یا ترک انجماد می شود.
- کنترل دقیق تر حوضچه جوش برای افزایش پایداری سوراخ کلید.
- کنترل بهبود یافته پروفیل و هندسه جوش – به عنوان مثال، اتصالات را می توان با عرض بیشتری در ریشه جوش طراحی کرد که می تواند برای جوش های Lap/Thru-/Blind بسیار مفید باشد.
- پروفیل های جوش را می توان به صورت عدم تقارن دستکاری کرد، مانند افزایش نفوذ در یک طرف اتصال جوش.
- الگوها را می توان برای جبران شکاف های بزرگ در اتصالات جوش و سایر مشکلات برنامه ریزی کرد.
- نرخ تغذیه بالاتری نسبت به تکنیک های لیزر پالسی بدست می آید.
- مواد پرکننده مورد نیاز نیست.
الزامات گاز پوششی برای جوشکاری آلومینیوم

انتخاب گاز پوششی به طور کلی به نوع لیزر و قدرت آن بستگی دارد زیرا استفاده از گاز پوششی اشتباه می تواند منجر به تولید پلاسما دسترسی و/یا تغییر در خواص مواد جوش داده شده شود. به طور کلی، گازهای پوششی بر اساس هر پروژه انتخاب می شوند، اما چند دستورالعمل کلی عبارتند از:
- آرگون: معمولاً با لیزرهای Nd:YAG استفاده می شود، به منظور به حداقل رساندن تولید پلاسما، آرگون نباید با لیزرهای C02 بیش از 3 کیلووات قدرت استفاده شود تا تولید پلاسما به حداقل برسد.
- هلیوم: تمایل به سرکوب تولید پلاسما دارد و از آنجایی که وزن بسیار سبکی دارد می تواند به سرعت جریان بالایی نیاز داشته باشد که می تواند باعث تلاطم حوضچه جوش شود که نامطلوب است.
- مخلوط آرگون-هلیوم: به طور کلی برای اکثر کاربردهای جوش لیزری آلومینیوم بسته به سطح توان لیزر توصیه می شود.
- مخلوط های آرگون-اکسیژن: می توانند کارایی بالا و کیفیت جوش قابل قبولی را ارائه دهند.
- مخلوط‌های آرگون-هیدروژن: می‌توانند کارایی بالا و شکل درز قابل قبولی را در جوشکاری فولادهای زنگ نزن آستنیتی ارائه دهند. باید در نظر داشت که هیدروژن ممکن است منجر به رفتار شکننده فولادهای فریت شود! گازها و مخلوط گازها به صورت سیلندر عرضه می شوند.
- مخلوط های نیتروژن – C02: می توانند جوش های قابل قبولی ایجاد کنند، اگرچه اغلب درز کمی اکسید می شود.
30/07/2023
تعمیر و نگهداری دستگاه جوش لیزری
تعمیر و نگهداری دستگاه جوش لیزری

جوشکاری لیزری یک انقلاب واقعی در جهان جوشکاری صنعتی است. مزایای زیادی در هنگام کار ارائه می دهد، امکان جوشکاری با سرعت بالا و به دست آوردن جوش های مقاوم و دقیق را فراهم می کند. اما قبل از خرید دستگاه جوش لیزری، بهتر است که در مورد این دستگاه ها بیشتر بدانید. در این مقاله قصد داریم بدانیم که به چه نوع تعمیر و نگهداری اولیه نیاز دارد و اطلاعات مرتبط در مورد دستگاه های جوش لیزری را بدست مي آوريم. هميشه نگهداری درست از دستگاه، برای افزایش عمر مفید دستگاه، مهم است.

اطلاعات مفید در مورد جوشکاری لیزری

عمدتاً باید توجه داشت که لیزر، جوشکاری متمرکزتر و خاص تری را امکان پذیر می کند، بنابراین ماده اصلي، چندان تحت تأثیر حرارت ورودی قرار نمی گیرد و حداقل تغییر شکل وجود دارد. این تجهیزات قابل تنظیم هستند و امکان ویرایش جزئیات طول موج و قدرت لیزر را فراهم می کنند. تکنیک های مختلف جوشکاری را می توان با يك دستگاه لیزر، بر روی سطوح و اشکال مختلف کار کرد. علاوه بر این، تفنگ لیزری دارای نازل های قابل تعویض بسته به کاری است که باید انجام شود، مي باشد. همچنین دارای سیستم تغذیه سیم اتوماتیک است، در صورتی که بخواهید جوشکاری را با کمک مواد انجام دهید.

جوشكاري ليزر، یک تکنیک بسیار همه کاره است، ما می توانیم روي ورق های فولادی ضد زنگ، فولاد گالوانیزه، آلومینیوم و بسیاری از مواد دیگرکار کنیم. از نظر ایمنی، استفاده از عینک محافظ لیزر و لباس و دستکش مناسب برای محافظت از پوست در برابر تراشه ها و جرقه های احتمالی که ممکن است در اثر جوشکاری ایجاد شود، مهم است. به طور خلاصه، جوش لیزری می تواند جایگزین روش های دیگر جوشکاری مانند TIG یا MIG شود.

نگهداری خوب از جوشکارهای لیزری

آشنایی با نحوه عملکرد و نگهداری کلی تجهیزات جوش لیزری قبل از شروع به کار با این دستگاه ها ضروری است. کارشناسان توصیه می کنند که یک بررسی کلی از عملیات انجام شود تا تمام اجزای آن همانطور که باید کار کنند. با این حال، در صورت بروز مشکلات غیرعادی، ضروری است که قطعات الکتریکی یا لیزر را دستکاری نکنید و برای حل هر گونه حادثه ای که نحوه حل آن در دفترچه راهنما ذکر نشده است، به خدمات فنی اطلاع دهید.

برخی از مراحل تعمیر و نگهداری اساسی وجود دارد که می‌توانیم روی دستگاه لیزر خود انجام دهیم، تا عمر اجزای دستگاه و مواد مصرفی را افزایش دهیم و در هزینه‌ها صرفه‌جویی کنیم. براي برخی از کاربران سوال است که این تجهیزات لیزری چه نوع تعمیر و نگهداری نياز دارند و حقیقت این است که اصلاً پیچیده نیست و بسته به نوع کار و مراقبتی که انجام می دهیم به تجهیزات ساده با مواد مصرفی کم نياز است.

برخی از متداول ترین اقداماتی که برای حفظ وضعیت خوب دستگاه جوش لیزر انجام می شود به شرح زیر است:
- محافظ لنز را تعویض کنید. محافظ لنز در یک کشوی کوچک روی تفنگ لیزری قرار می گیرد، تعویض آن بسیار آسان است. اگر هنگام جوشکاری از گاز به درستی استفاده نکنیم یا کثیف شود، محافظ لنز ممکن است آسیب ببیند.
- لنز فوکوس را تعویض کنید. انجام این عمل در محیطی عاری از گرد و غبار ضروری است. این لنز در یک بلوک گازی روی خود تفنگ قرار می گیرد.
- لیزر و لوله خروجی گاز باید همیشه تمیز باشد. برای بررسی وضعیت خوب آن، تجهیزات باید خاموش شده و با باز کردن لوله، آن را از تفنگ جدا کنید.
- نازل ها با چرخاندن آنها در خلاف جهت عقربه های ساعت به راحتی تعویض می شوند. تمیز نگه داشتن آنها و استفاده صحیح از آنها مهم است.
- کولر لیزری باید به صورت دوره ای کنترل شود و سطح آب و تمیزی آن بررسی شود. اگر آنطور که باید نیست، آب آن را به درستی با آب مقطر دیونیزه تعویض کنید.
- تفنگ لیزری باید تمیز باشد.
- بازرسی های دوره ای محافظ لنز. مطمئن شوید که عاری از آلودگی یا کثیفی است.
این نوع لیزر جوشکاری فرآیندی بدون تماس و با کیفیت است. برای کسب اطلاعات بیشتر با تیم فنی ما تماس بگیرید.
25/07/2023
تکنیک جوشکاری لیزری

مقدمه

تکنیک جوشکاری لیزری فرآیندی است که برای اتصال فلزات یا ترموپلاستیک ها با استفاده از پرتو لیزر برای تشکیل جوش استفاده می شود. به عنوان منبع گرمای متمرکز، در مواد نازک، جوش لیزری می‌تواند با سرعت جوشکاری بالا انجام شود. این تکنیک در مواد ضخیم‌تر می‌تواند جوش‌های باریک و عمیق بین قطعات لبه‌های مربعی(square-edged) ایجاد کند.

انواع تکنیک های جوش لیزری

تکنیک جوشکاری لیزری در دو حالت پایه مختلف عمل می کند: جوشکاری با هدایت محدود(conduction limited) و جوشکاری نفوذی(keyhole). حالتی که در آن پرتو لیزر با موادی که در حال جوشکاری است برهمکنش خواهد کرد، به چگالی توان در سراسر پرتو برخورد با قطعه کاری بستگی دارد.

جوشکاری با هدایت محدود زمانی اتفاق می‌افتد که چگالی توان معمولاً کمتر از 105W/cm2 باشد. پرتو لیزر فقط در سطح ماده جذب می شود و به آن نفوذ نمی کند. جوش های با هدایت محدود اغلب نسبت عرض به عمق بالایی را نشان می دهند.

جوشکاری لیزر معمولاً با استفاده از چگالی توان بالاتر و توسط مکانیزم نفوذ انجام می شود. هنگامی که پرتو لیزر به قدر کافی به یک نقطه کوچک متمرکز می شود تا چگالی توانی بزرگتر از 106-107 W/cm2 ایجاد کند، مواد موجود در مسیر پرتو، قبل از اینکه بتوان مقادیر قابل توجهی از گرما را با رسانایی حذف کرد، نه تنها ذوب، بلکه تبخیر می شوند. پرتو متمرکز لیزر سپس به قطعه کاری نفوذ کرده و حفره ای به نام “سوراخ کلیدی” را تشکیل می دهد. این سوراخ کلیدی با بخار فلز پر شده است (که در برخی موارد حتی می تواند یونیزه شده و پلاسما را تشکیل دهد).

این بخار یا پلاسمای در حال انبساط به جلوگیری از فروریختن دیواره های مذاب سوراخ کلیدی در این حفره کمک می کند.

علاوه بر این، اتصال پرتو لیزر به قطعه کار به طور چشمگیری با تشکیل این سوراخ کلیدی بهبود می یابد. سپس جوشکاری با نفوذ عمیق با عبور از سوراخ کلیدی در امتداد اتصالی که قرار است جوش داده شود یا حرکت اتصال نسبت به پرتو لیزر حاصل می شود. در نتیجه منجر به جوش هایی با نسبت عمق به عرض زیاد می شود.

تحت عمل کشش سطحی، مقداری از مواد مذاب در لبه اصلی سوراخ کلیدی در اطراف حفره سوراخ کلیدی به سمت پشت جریان می یابد، سپس سرد و جامد می شود تا جوش را تشکیل دهد. این باعث می شود که درپوش جوش دارای یک الگوی شورون(chevron pattern) و درجهت عقب به سمت نقطه شروع جوش باشد.

20/07/2023
جوشکاری لیزری، مزایا و معایب آن
در اين مبحث نگاهی داريم به مزایا و معایب فناوری جوش لیزری و مقایسه آن با تکنیک‌های جوشکاری سنتی. به هر حال، این تکنیک‌های جوشکاری کلاسیک هنوز رایج‌ترین روش‌ها هستند و احتمالاً مواردی هستند که جوش لیزری در برابر آن‌ها قرار می‌گیرد.

مزايا

– ایده آل برای اتوماسیون:

نکته شماره یک که انتقال به جوشکاری لیزری را ارزشمند می کند این است که با فرآیند تولید خودکار مطابقت دارد. اگرچه جوش لیزری در چاپ سه بعدی محبوبیت پیدا کرد، اما اکنون برای نسخه های خودکار کاربردهای جوشکاری سنتی تر نیز مفید شده است.

اتوماسیون فرآیند جوشکاری، مزایای بسیاری را برای سازنده فراهم می کند. كه نیاز به عملیات دستی را کاهش می دهد و در نتیجه محصولاتی با دقت بهتر و کیفیت سازگارتر تولید می کند. سیستم‌های خودکار بسیار سریع‌تر از جوشکار انسانی هستند، که برای صنایع با حجم بالا بسیار مهم است.

– سازگار با طیف گسترده ای از مواد:

در جوشکاری سنتی با استفاده از شعله یا قوس الکتریکی، تغییر از یک ماده به ماده دیگر شامل تغییر دمای شعله با شدت قوس الکتریکی است. لیزرها به همان روش کار می کنند و می توان شدت آنها را تنظیم کرد تا برای مواد مختلف مناسب شوند. مزیت اصلی لیزرها در این زمینه این است که آنها می توانند پارامترهای از پیش تعیین شده ای برای مواد مختلف داشته باشند که باعث می شود تغییرات بسیار روان تر شود.

چگالی توان بالای لیزرها آنها را قادر به جوشکاری موادی می کند که برای سایر تکنیک های جوشکاری چالش برانگیز بود. لیست موادی که می توان با لیزر جوش داد طولانی است و شامل فلزات فوق العاده قوی مانند تیتانیوم و فولاد کربنی است. از نظر چگالی توان خالص، تنها فناوری که می تواند با جوش لیزری کامل شود، جوشکاری با پرتو الکترونی است.

– نرخ گرمایش بسیار بالا:

یکی دیگر از مزایای چگالی توان بالای لیزر این است که مواد را بسیار سریعتر از شعله یا قوس الکتریکی ذوب می کند. این مزيت اجازه می دهد تا جوشکاری سریع تر و جوش های قوی تر ايجاد شود. عمق نفوذ در جوش لیزری را می توان با تنظیم توان کنترل کرد. می توان از پالس های لیزر برای جلوگیری از آسیب به مواد و دستگاه استفاده کرد.

– می تواند اتصالات با هندسه سخت را جوش دهد:

یکی از ویژگی های منحصر به فرد جوش لیزری این است که می تواند از راه دور کار کند. نوک لیزر نیازی به نزدیک بودن به مواد برای ارائه توان لازم برای جوشکاری ندارد. این امر فضای بیشتری را برای دستکاری قطعه کار می دهد و امکان جوشکاری اتصالات با هندسه های سخت را فراهم می کند.

– ایمنی بالا:

دستگاه های جوش لیزری معمولاً کاملاً خودکار هستند و دارای فضاهای کاری بسته هستند. بر اساس این ويژگي، یک دستگاه جوش لیزر سرمایه گذاری ارزشمندي است. هر فناوری که ایمنی محل کار را افزایش می دهد و پرسنل را از خطرات غیر ضروری دور نگه می دارد باید مورد توجه قرار بگيرد.

معایب:
- فلزات ممکن است به دلیل سرد شدن سریع ترک بخورند: هر چیزی که سریع گرم می شود به سرعت خنک می شود. در جوشکاری لیزری نیز چنین است. تحویل موضعی نیرو از طریق لیزر به این معنی است که اتصالات به سرعت به هم جوش داده می شوند. همچنین به این معنی است که گرما در اتصالات به همان سرعت از طریق مواد پخش می شود. كه باعث ایجاد تنش حرارتی عظیمی می شود که همه مواد نمی توانند بدون آسیب ديدن آن را تحمل کنند. فولاد کربنی یک نمونه کلاسیک از فلزی است که با سرد شدن خیلی سریع تمایل به شکستن و ترک خوردن دارد
- سرمایه مورد نیاز بالا : این احتمالاً بزرگترین مانعی است که بین این فناوری و پذیرش آن وجود دارد – دستگاه های لیزر جوشکاری گران هستند. این در مقایسه با روش‌های جوشکاری قدیمی‌تر که از شعله گاز یا قوس الکتریکی استفاده می‌کنند، آشکارتر است. جوشکاری اغلب به عنوان یک کاری دیده می شود که نیاز به جوشکار ماهر دارد اما لزوماً به تجهیزات گران قیمت نیاز ندارد. جوشکاری لیزری کل این دیدگاه را تغییر می دهد – تجهیزات گران هستند و کار با آن مهارت زیادی نمی خواهد.
15/07/2023
کاربردهای لیزر جوشکاری

کاربردهای جوش لیزری

از بسیاری جهات، لیزر جوشکاری تقریباً با هر کاربرد جوشکاری استاندارد و قدیمی مطابقت دارد. با توجه به مدت زمانی که جوشکاری به عنوان یک فرآیند تولید مطرح شده است، شناسایی کاربردهای جوش لیزری دشوار نیست. جوشکاری لیزری به ویژه در صنایع تولیدی سنگین یا با حجم بالا مفید است. صنايع نام برده شده در ذيل، صنایعی هستند که بیشترین بهره را از سرعت و دقت بیشتر فناوری جوش لیزری می برند.

کشتی سازی

به راحتی یکی از صنایع بسیار پر تقاضا برای هر فرآیندی از جمله جوشکاری است. جایگزینی جوشکاری لیزری با روش‌های جوشکاری سنتی می‌تواند ساخت سازه‌های فولادی یا فلزی در کشتی‌ها را سریع‌تر و قوی‌تر کند. اعوجاج کم گرمایش موضعی توسط جوش لیزری نیز ساخت قطعات با دقت بالا با ابعاد دقیق را آسان‌تر می‌کند.

صنعت خودرو

وقتی صحبت از صنعت خودرو می شود، سرعت و کیفیت احتمالاً دو عامل مهم هستند که باید در نظر گرفته شوند. خوشبختانه، جوشکاری لیزر در هر دو برتری دارد. عملکرد بدون ابزار جوشکارهای لیزری به این معنی است که برای تعمیر و نگهداری منظم و تعویض ابزار، زمان خرابی کاهش می یابد.

ساخت ابزار

در زمینه ساخت ابزار، تطبیق پذیری جوش لیزری مشخصه ای است که مطرح می شود. جوش لیزری اغلب برای اتصال عناصر جداگانه و دستیابی به شکل مورد نظر ابزار وارد می شود. انعطاف‌پذیری جوش لیزری در مورد هندسه اتصال، آن را برای صنعتی که مجموعه‌ای از محصولات تولید می‌کند ایده‌آل می‌کند.

صنعت ظروف آشپزخانه کابینت

به منظور زیباتر کردن کمد و ظروف آشپزخانه از جنس استنلس استیل، ابزار جوشکاری لیزر از جوشکاری مداوم بدون درز با قدرت بالا، بدون عملیات ثانویه، بدون مواد مصرفی، عملیات ساده و راحت، فرآیند کم کربن و سازگار با محیط زیست استفاده می کند. فناوری جوش لیزری فیبر، پردازش غیر تماسی است، تحت تأثیر استرس مکانیکی یا اکستروژن مکانیکی قرار نمی گیرد.

در مقایسه با جوشکاری قوس الکتریکی سنتی، جوشکاری لیزری می تواند حدود 80 تا 90 درصد انرژی الکتریکی را ذخیره کند، هزینه های پردازش را تا حدود 30 درصد کاهش دهد و دقت جوش را تا حد زیادی بهبود بخشد. این تكنولوژي می تواند فولاد شکل خاص و فلز شکل خاص را جوش دهد و به راحتی مکانیزاسیون و اتوماسیون را کامل کند. سرعت بالا، تغییر شکل كم، ناحیه تحت تاثیر حرارت کوچک، نسبت تصویر بالا. درز جوش صاف، زیبا، بدون سوراخ هوا است و پس از جوشکاری نیازی به پرداخت نیست.

صنعت درب، پنجره و گاردریل

در زمینه بهسازی منزل، مواد فولادی ضد زنگ روز به روز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، از جمله برخی از درها، پنجره ها و نرده های استیل ضد زنگ و تجهیزات جوش دقیق نیز برای جوشکاری در طول فرآیند پردازش مورد نیاز است. دستگاه جوش لیزر فیبر می تواند کار آماده سازی قطعه کار قبل از جوشکاری را تا حد زیادی کاهش دهد و توانایی فنی اپراتور جوش را کاهش دهد. ما فقط باید پارامترهای جوشکاری را با توجه به ضخامت مواد فولادی ضد زنگ تنظیم کنیم تا یک نتیجه جوشکاری عالی داشته باشیم. در فولاد ضد زنگ، لیزر جوش دارای دقت بالا، درزهای جوش تمیز و زیبا و استحکام جوش بهتر است.

صنعت هوافضا

در مقایسه با پرتو الکترونی، پرتو پلاسما و سایر روش‌های جوشکاری سنتی، جوش لیزری دارای مزایای منحصر به فردی مانند تأثیر حرارت کم، آب‌بندی خوب و پردازش در محیط‌های خاص مانند خلاء است. بنابراین، فناوری جوش لیزر به طور گسترده در صنعت هوافضا استفاده می شود. در فرآیند ساخت بدنه هواپیما، به جای پرچ از جوشکاری لیزری استفاده می شود که می تواند وزن بدنه را تا 20 درصد کاهش دهد که به توسعه صنعت هوافضا کمک زیادی می کند. در عین حال، فناوری جوش فیبر لیزری مشکل جوشکاری دشوار مواد آلیاژی صفحه نازک را حل می کند و تغییر شکل اجزا کم است، کیفیت اتصال خوب است و به خوبي تکرارپذیر است.

صنعت الکترونیک

در صنعت الکترونیک معمولاً قطعات الکترونیکی نسبتاً کوچکی نیاز به جوشکاری دارند. بنابراین، فناوری جوشکاری لیزر صنعتی با مزایای تاثیر حرارتی کم در صنعت الکترونیک نقش مهمي ايفا ميكند. در صنایع سنسور و ترموستات، فرآیندهای جوشکاری سنتی عمدتاً برای جوشکاری هرمتیک در گذشته استفاده می شد، مانند جوش پلاسما، جوش آرگون، جوشکاری با فرکانس بالا و سایر روش های جوشکاری تماسی که دارای مشکلات تغییر شکل زیاد و تأثیر حرارتی زیاد بود. و دارای نفوذ بالایی بوده، به راحتی به اجزای داخلی آسیب می رساند و همچنین دارای معایبی از جمله ناپایدار بودن کیفیت جوش، آلودگی مواد مصرفی و آلودگی محیط زیست و گرد و غبار بیش از حد در فرآیند جوشکاری می باشد.

دستگاه های جوش لیزری قابل حمل

مواردي كه گفته شد، تنها چند مورد از احتمالاً صدها کاربرد مختلف جوش لیزری هستند.

حتی دستگاه های جوشکاری لیزری “قابل حمل” وجود دارند که از فناوری لیزر فیبر استفاده می کنند، اگرچه قابل حمل بودن چنین دستگاه هایی هنوز مورد سوال است. لیزرها به قدرت زیادی نیاز دارند و این منبع انرژی عظیم بخش عمده ای از این ماشین های دستی را تشکیل می دهد. این شاید تنها بخشی است که در آن جوشکاری قدیمی هنوز بر جوشکاری لیزری برتری دارد، زیرا دستگاه‌های جوشکاری قوس الکتریکی بسیار سبک تر هستند.

از بسیاری جهات، جوشکاری لیزری مرحله بعدی تکامل تکنیک های جوشکاری سنتی مانند شعله گاز و قوس الکتریکی به نظر می رسد. تجهیزات، کمی گران‌تر هستند، اما جوشکاری لیزری بدون شک از نظر انرژی کارآمدتر، سریع‌تر و دقیق‌تر است. مهمتر از آن، دستگاه های جوش لیزری به گونه ای طراحی شده اند که به طور خودکار کار کنند، که یک عنصر حیاتی در تولید مدرن است.

قابلیت حمل همچنان چالش اصلی برای فناوری جوش لیزری، به ویژه در کارهای ساخت و ساز یا تعمیر از راه دور است. با این حال، هیچ مانعی غیرقابل عبور نیست، به خصوص اگر تقاضای صنعتی و تجاری برای فناوری وجود داشته باشد.

10/07/2023