46d89de3dc79bacd2d0c6dc1e27302cd

جوشکاری لیزری چیست؟

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 .

جوش لیزری و برش با لیزر از روشهای نوین جوشكاری بوده كه در دهه های اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كیفیت ، سرعت و قابلیت كنترل برش با لیزر به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود . به وسیله متمركز كردن اشعه لیزر روی فلز یك حوضچه مذاب تشكیل شده و عملیات جوشكاری انجام می شود .

روش کار

اصول كار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشكاری :

به طور عمده از دو نوع لیزر در جوش لیزری و برش با لیزر استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO2 . در زیر اصول كار لیزر Ruby كه از آن بیشتر در جوشكاری استفاده می شود توضیح داده می شود .

این سیستم لیزر از یك كریستال استوانه ای شكل Ruby)Ruby یك نوع اكسید آلومینیوم است كه ذرات كرم در آن پخش شده اند . ) تشكیل شده است . دو سر آن كاملا صیقلی و آینه ای شده و در یك سر آن یك سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این كریستال لامپ گزنون قرار دارد كه لامپ فوق برای كار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یك خازن كه حدود 1000 بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی كه كریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای كرم داخل شبكه كریستالی تحریك شده و در اثر این تحریك امواج نور از خود سطع می كنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شكل می گیرد . اشعه لیزر شكل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یك عدسی بر روی قطعه كار متمركز شده كه بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح كوچكی آزاد می كند كه باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .

محدودیت برش با لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیكه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO2 بیشتر به منظور برش لیزری استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشكاری آلومینیوم استفاده میشود .

از انجا كه در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یك سیستم خنك كننده مجهز باشد .

در جوشكاری لیزر دو روش عمده برای جوشكاری وجود دارد : یكی حركت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا كه یك جوش پیوسته شكل بگیرد و دیگری كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .

در جوشكاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میكروثانیه انجام می گیرد و به خاطر كوتاه بودن این زمان هیچ واكنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد .

طراحی اتصال در جوشكاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشكاری 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 .

کاربردها

90d9599e39103172fc82e0caedf96fe1

جوشکاری توسط پرتو لیزر در صنعت بشکل روزافزونی در حال گسترش است از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی . تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:

1-حرارت ورودی محدود

2-منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک

3-میزان ناصافی اندک

4-سرعت بالای جوشکاری

این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمت‌های صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده می‌کردند.

فرایندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده‌اند. علاوه بر این تجهیزات ویژهٔ بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبهٔ مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار می‌روند باعث یکدست شدن فیزیکی آن ناحیه می‌شوند. علاوه بر این فرایندهای ترکیبی بکار گرفته شده قادر اند سرعت انجام کار را بشکل قابل توجهی افزایش دهند. همچنین در نفوذ عمقی و درزگیری کلی هم موثرند. پیشرفتهای اخیر در زمینهٔ دیودهای لیزری موقعیت جدیدی را برای حل مشکلات صنعت فراهم کرده‌است.

لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند(۲-۱۰kW) در حال حاضر در جوشکاری بدنهٔ اتومبیلها، قسمت‌های حمل و نقل، مبادله کننده‌های حرارتی و پر کردن حفره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. سالها لیزرهای یاقوتی کمتر از ۵۰۰W برای جوش بخش‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گرفتند. برای مثال قسمت‌های کوچک و ظریف ابزارهای پزشکی، بسته‌های الکترونیکی و حتی تیغ‌های اصلاح صورت. لیزرهای یاقوتی چند کیلوواتی از گذراندن پرتو از فیبرهای نوری استفاده می‌کردند. این کار بسادگی توسط روبوت‌ها انجام می‌شد و دامنهٔ وسیعی از کاربردهای سه بعدی مثل برش لیزری و جوش بدنهٔ اتومبیلها را ممکن می‌کرد.

پرتو لیزر در نقطهٔ کوچکی متمرکز می‌شود و باشدتی که در آن نقطه ایجاد می‌کند باعث ذوب و حتی بخار کردن فلز می‌شود. برای تمرکز نیروی لیزرهای دی اکسید کربنی قدرتمند، آینه‌های خنک شونده توسط آب بجای عدسی‌ها مورد استفاده قرار می‌گرفتند. جوشکاری بطور کلی به دو شکل انجام می‌شود. در شکل هدایتی جوشکاری، حرارت از طریق هدایت گرمایی به فلز منتقل می‌گردد. این روش مختص لیزرهای یاقوتی نسبتاً کم انرژی تر است کهم معمولاً جوشکاری‌های کم عمق تر با آنها انجام می‌شود. جوشکاری با لیزرهای پر انرژی معمولاً در پر کردن حفره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این قسمت است که ذوب و تبخیر فلز اتفاق می‌افتد.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>