جوشکاری با لیزر

جوشکاری با لیزر

ليزر يك نام اختصاری به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است . فرآيند به برخورد يك اشعه نور تكرنگ همفاز جهت دار و شديد به قطعه كاری كه ماده به وسيله تبخير از آن خارج می شود بستگی دارد .

جوشكاری و برشكاری با استفاده از اشعه ليزر از روش های نوين جوشكاری بوده كه در دهه های اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به طور وسيعی در صنعت از آن استفاده مي شود .به وسيله متمركز كردن اشعه ليزر روی فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات جوشكاری انجام می شود .

مزايای جوشكاری ليزر

- حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود ( باعكس روشهاي معمولی كه هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ) .

- محدوده بسيار وسيعي از مواد را مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و ... را ميتوان به يكديگر جوش داد .

- در اين روش ميتوان مكان هاي غير قابل دسترسي را جوشكاري نمود .

- از آنجا كه هيچ الكترودی براي اين منظور استفاده نمي شود نيازی به جريانهای بالا برای جوشكاری نيست .

- اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايی برای عملكرد ندارد .

- جوشكاری ليزر نسبت به ساير روش های جوشكاری تميز تر است .

محدوديت ها و معايب جوشكاری ليزر

سيستم های جوشكاری ليزر نسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشكاری بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايی مانند به خاطر پالسی بودن اكثر آنها از سرعت پيشروی كمي برخوردارند ( 25 تا 250 ميليمتر در دقيقه ) . همچنين اين نوع جوشكاری دررای محدوديت عمق نيز می باشد .

دستگاه جوش لیزر )جوش لیزری فلزات(

از دستگاه های جوش لیزر برای جوش دادن تیتانیوم، نیکل، قلع، روی، مس، آلومینیوم، کرم، نیوبیوم، طلا، نقره و بسیاری دیگر از فلزات استفاده می شود. از جوش لیزر برای جوش دادن دو نوع فلز مختلف مانند مس - نیکل، نیکل - تیتانیوم، مس - تیتانیوم، مس - برنج و مس - فولاد کم کربن نیز می توان استفاده کرد.

از دستگاه های جوش لیزر به طور گسترده ای در صنعت ارتباطات موبایل، تولید قطعات الکترونیک، ساخت قاب عینک، جواهرسازی، ساخت ماشین آلات دقیق، ساخت تجهیزات پزشکی، ساخت لوازم خودرو، تولید کالاهای تزئیناتی و سوغاتی و بسیاری دیگر از صنایع استفاده می شود. ذیلا نمونه هایی از دستگاه های جوش لیزر معرفی شده اند:

الف - دستگاه جوش لیزر نقطه ای. این دستگاه جوش لیزر، برای جوش نقطه ای انواع قطعات کوچک مناسب است. این دستگاه به طور گسترده ای در صنعت الکترونیک قابل استفاده است.

مشخصات فنی دستگاه به شرح زیر هستند:

نوع لیزر:	لیزر YAG
طول موج بر حسب نانو متر	1064
حداکثر توان لیزر خروجی بر حسب وات	25
سیستم خنک کننده	هوا خنک
قطر فیبر بر حسب میلیمتر	0.2
توان مصرفی بر حسب کیلووات	1.5

ب - دستگاه جوش لیزر خطی. این دستگاه جوش لیزر، با اندازه کوچک خود عملکرد با کیفیت بالایی دارد. دستگاه جوش برای جوش لیزری صفحاتی با ضخامت کمتر از 1 میلی متر مناسب است. از این دستگاه برای جوش به صورت خط مستقیم یا جوش به صورت کمان می توان استفاده کرد. این دستگاه در صنایع دارویی، صنایع الکترونیک، باتری سازی، ساخت ابزارآلات و صنایع دیگر قابل استفاده است.

مشخصات فنی دستگاه به شرح زیر هستند:

نوع لیزر:	لیزر YAG
طول موج بر حسب نانو متر	1064
حداکثر توان لیزر خروجی بر حسب وات	300
دقت قرارگیری بر حسب میلی متر	0.05
اندازه میز کار بر حسب میلی متر	300×300

ج - دستگاه جوش لیزر نقطه ای پیشرفته. از این دستگاه جوش لیزر، به طور وسیعی در موارد زیر استفاده می شود:

· جوشکاری برای پر کردن حفره ها در ساخت زیورآلات نقره ای

· جوشکاری نقطه ای برآمده در ساخت زیورآلات

· تعمیر اتصالات زیورآلات و جوشکاری برای نگه داشتن نگین

· جوشکاری در مواردی که اثر حرارتی بر منطقه کوچکی باید اعمال شود

· جوشکاری در مواردی که نقطه جوش باید اندازه مشخصی داشته باشد

· جوش دقیق و صاف بدون فرآیند پیش - جوشکاری

· جوشکاری دقیق بدون صدمه زدن به جواهرات اطراف

· جوشکاری دقیق و بدون آلودگی

میکروسکوپ موجود در این دستگاه جوش لیزر، برای افزایش سهولت کار اپراتور است. فلزات قابل جوس با این دستگاه عبارتند از: طلا، نقره، پاتین، استینلس استیل، تیتانیوم و سایر فلزات و آلیاژهای آن ها.

مشخصات فنی دستگاه به شرح زیر هستند:

نوع لیزر:	لیزر YAG
طول موج بر حسب نانو متر	1064
حداکثر توان لیزر خروجی بر حسب وات	50
توان مصرفی بر حسب کیلو وات	3
وزن بخش اپتیک بر حسب کیلوگرم	225

اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری

به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود :

لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO۲ . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . )

تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .

محدودیت لیزر

محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO۲ است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO۲ بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده می شود .
از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .

در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد :

یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است. در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .

طراحی اتصال در جوشکاری لیزر

بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .

منتظر نظرات خوب و سازنده شما هستم.

رضا تقوی جلودار

جوشکاری با لیزر

مطالب مشابه :

اطلاعیه

مرکز آموزش علمي کاربردي صنعتی کوشا

اطلاعیه

فروش انواع گیرنده دیجیتال و سرویس نصب در محل شما

اخبار ورزشی خوزستان

شرکت صنعتی کوشا

بازرسی مخازن تحت فشار

جوشکاری با لیزر

ترفند جلوگیری از باز شدن خودکار پنجره‌های تبلیغاتی Pop-up مزاحم در یک پنجرە جدید در مرورگر‌های اینتر

انواع فولاد ضد زنگ