7286

جوشکاری با لیزر چیست؟

جوشكاري و برشكاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي  نوين جوشكاري بوده كه در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر كيفيت ، سرعت و قابليت كنترل آن به  طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود .بهوسيله متمركز  كردن اشعه ليزر روي فلز يك حوضچه مذاب تشكيل شده و عمليات  جوشكاري انجام مي شود .

 اصول كار و انواع ليزرهاي مورد استفاده در جوشكاري

به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشكاري و برشكاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG و ليزرهاي گاز مثل ليزر CO2 . در زير اصول كار ليزر Ruby كه از آن بيشتر در جوشكاري استفاده مي شود توضيح داده مي شود . اين سيستم ليزر از يك كريستال استوانه اي شكل Ruby (Ruby يك نوع اكسيد آلومينيوم است كه ذرات كرم در آن پخش شده اند . ) تشكيل شده است . دو سر آن كاملا صيقلي و آينه اي شده و دريك سر آن يك سوراخ ريز براي خروج اشعه ليزر وجود دارد . در اطراف اين كريستال لامپ گزنون قرار دارد كه لامپ فوق براي  كار در سرعت حدود 1000 فلاش در ثانيه طراحي شده است . لامپ  گزنون با استفاده از يك خازن كه حدود 1000 بار در ثانيه  شارژ و تخليه شده فلاش مي زند و هنگامي كه كريستال Ruby  تحت تاثير اين فلاش ها قرار بگيرد اتمهاي كرم داخل شبكه  كريستالي تحريك شده و در اثر اين تحريك امواج نور از خود  سطع مي كنند و با باز تابش اين اشعه ها در سطوح صيقلي و  تقويت آنها اشعه ليزر شكل مي گيرد . اشعه ليزر شكل گرفته  از سوراخ ريز خارج شده و سپس به وسيله يك عدسي بر روي قطعه  كار متمركز شده كه بر اثر برخورد انرژي بسيار زيادي در سطح  كوچكي آزاد مي كند كه باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام  عمل ذوب مي شود .

weld1

محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليكه انرژي خروجي ان بيشتر از ليزر هاي گاز مانند ليزر CO2 است كه در آنها اشعه حاصله پيوسته است، از ليزر CO2 بيشتر به  منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشكاري آلومينيوم استفاده ميشود .

از انجا كه در اين روش مقدار اعظمي از انرژي مصرف شده به  گرما تبديل مي شود اين سيستم بايد به يك سيستم خنك كننده  مجهز باشد .   در جوشكاري ليزر دو روش عمده براي جوشكاري وجود دارد : يكي حركت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا كه يك جوش پيوسته شكل  بگيرد و ديگري كه مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب  اشعه است .

در جوشكاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميكروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر كوتاه بودن اين زمان  هيچ واكنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد .

مزايا

- حوضچه مذاب مي تواند داخل يك محيط شفاف ايجاد شود ( باعكس روشهاي معمولي 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 الكترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشكاري نيست .
  • اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي  عملكرد ندارد .
  • به خاطر تمركز بالاي اشعه منطقه HAZ بسيار باريكي در جوش  تشكيل ميشود .
  • جوشكاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشكاري تميز تر است .

اما با توجه به این مزیت ها، جوشکاری لیزری معایبی هم دارد:

  1. از لحاظ قیمتی دستگاه های گرانی هستند،
  2. لیزرهای ruby به دلیل پالسی بودن از سرعت کمی برخوردارند (25 تا 20 میلی متر در دقیقه)
  3. نمی توان جوشکاری عمیقی را انجام دهد.

دستگاه های جوشکاری لیزر نسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند ( ۲۵تا ۲۵۰میلیمتر در دقیقه ) . همچنین این نوع جوشکاری برای محدودیت عمق نیز می باشد

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>