امروزه جوشکاری لیزری در بسیاری از صنایع همچون درب سازی و یا سازه های فلزی استفاده می شود ، در واقع این فرآیند با کمک یک پرتو لیزر با دقت بالا انجام می شود . برای این امر از انواع لیزر ها می توان استفاده کرد ، همچنین این فناوری مزایا و معایبی دارد که در ادامه بیشتر توضیح خواهیم داد .
جوشکاری لیزری
در جوشکاری لیزری از یک پرتو لیزر با دقت بالا برای ذوب فلزات و ترموپلاستیک ها استفاده می شود . این فرآیند اغلب به صورت خودکار انجام می شود و امکان جوشکاری بالا را فراهم می کند . در واقع جوشکاری لیزری یا جوشکاری با پرتو لیزر (LBW) فرآیندی است که از یک منبع گرمای متمرکز به شکل لیزر برای ذوب مواد استفاده میکند که در حین سرد شدن با هم ذوب میشوند . این یک فرآیند همه کاره است زیرا می تواند مواد نازک را با سرعت های جوشکاری سریع جوش دهد در حالی که برای مواد ضخیم تر ، جوش های باریک و عمیق را انجام می دهد . در حالی که هزینه تجهیزات جوش لیزری بیشتر از فرآیندهای جوشکاری سنتی است ، هزینه های عملیاتی آن کمتر است زیرا لزوماً به مواد پرکننده اضافی و پس پردازش نیاز ندارد . همچنین سرعت بالای جوشکاری در خدمات جوش لیزر امکان تولید قطعات بیشتری در ساعت را فراهم می کند .
![جوشکاری-لیزری](https://arazlaser.com/wp-content/uploads/2024/06/جوشکاری-لیزری1.jpg)
انواع لیزر برای جوشکاری
سه نوع اصلی لیزر برای فرآیند جوشکاری لیزری استفاده می شود :
- لیزر گازی (CO2) : منبع لیزر CO2 مخلوطی از گازهاست که CO2 جزء اصلی آن در کنار نیتروژن و هلیوم است ، این لیزرها می توانند در حالت پیوسته یا پالسی با جریان کم و ولتاژ بالا کار کنند تا مولکول های گاز را تحریک کنند . لیزر های دی اکسید کربن در شرایط خاص نیز استفاده می شوند ، مانند جوشکاری لیزر دو پرتو ، که در آن دو پرتو به صورت پشت سر هم یا کنار هم قرار می گیرند .
- لیزر حالت جامد : لیزر های حالت جامد از فناوری حالت جامد پمپ شده دیودی (DPSS) برای پمپاژ سنگ معدنی مانند یاقوت ، شیشه یا ایتریم ، آلومینیوم و گارنت (YAG) یا کریستال ایتریم وانادات (YVO4) با دیود لیزر برای تولید پرتو های لیزر استفاده می کنند . این لیزر ها در حالت موج پیوسته یا پرتو پالسی کار می کنند . حالت پالسی اتصالاتی شبیه به جوش نقطه ای اما با نفوذ کامل ایجاد می کند .
- لیزر فیبر : لیزرهای فیبر نوع جدیدتری از لیزرهای حالت جامد هستند که قدرت بیشتر ، کیفیت بهتر و عملکرد ایمن تری را ارائه می دهند . در لیزرهای فیبر ، پرتو لیزر زمانی ایجاد می شود که فیبر نور خام دیودهای لیزر پمپ را جذب کند . برای دستیابی به این تحول ، فیبر نوری با عنصر کمیاب خاکی دوپ شده است . با استفاده از عناصر دوپینگ مختلف می توان پرتوهای لیزر با طیف وسیعی از طول موج ایجاد کرد و این باعث می شود لیزر های فیبر برای کاربردهای مختلف از جمله جوشکاری لیزری و برش لیزری مناسب باشند . ورق برش لیزری حاصله از این لیزر بسیار دقیق تر از انواع دیگر می تواند باشد .
مزایای جوشکاری لیزری
- کیفیت عالی به لطف ورودی حرارت کم و کنترل دقیق توان لیزری
- عمق جوش زیاد که منجر به جوش های با استحکام بالا می شود
- این فرآیند سریع است که امکان هزینه های واحد پایین را فراهم می کند
- تجهیزات ساده جوشکاری امکان جوشکاری لیزری را در شرایط خاص فراهم می کند
- به ترکیب مواد جوشکاری اجازه می دهد که روش های دیگر نمی توانند به یکدیگر متصل شوند
معایب جوش لیزری
- سرمایه گذاری اولیه بالا برای جوشکاری لیزری
- تخلخل و شکنندگی ممکن است از انجماد سریع ناشی شود
- اپتیک های لیزر بسیار ظریف هستند و به راحتی آسیب می بینند
- تلرانس های دقیق نیاز به مونتاژ کامل قطعه کار و کالیبراسیون لیزری دارند
- مواد با بازتاب و رسانایی بالا ( آلومینیوم و مس ) می توانند نتیجه ای جوش دار ایجاد کنند (در مورد لیزرهای Co2)
جوشکاری هیبریدی لیزری
جوشکاری هیبریدی لیزری ترکیبی از مفاهیم قوس الکتریکی و پرتو لیزر است . این دو به طور همزمان در یک منطقه جوشکاری عمل می کنند ، یکدیگر را تحسین می کنند و یک فرآیند جوشکاری منحصر به فرد ایجاد می کنند . اگرچه جوش لیزری را می توان در ارتباط با تقریباً هر فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی استفاده کرد ، برخی از آنها برجسته هستند و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند . از انواع جوشکاری هیبریدی لیزری می توان به ؛ جوشکاری لیزری تقویت شده MIG و جوشکاری تقویت شده TIG اشاره کرد .
جوشکاری با قوس پلاسما
فرآیند جوشکاری ترکیبی ( جوشکاری قوس پلاسما ) نفوذ عمیقی را ارائه می دهد که توسط جوش لیزری و پروفیل کلاهک جوشی قابل مقایسه با فرآیند های جوشکاری قوس الکتریکی حاصل میشود . استفاده از گازهای محافظ و سایر مواد مصرفی جوش قوس الکتریکی ، کنترل بیشتری بر خصوصیات جوش نسبت به جوشکاری لیزری به خودی خود ارائه می دهد . جوشکاری هیبریدی لیزری قطعاً فرآیندی است که در حال افزایش است و در آینده بیشتر و بیشتر در صنایع کشتی سازی ، راه آهن ، خودروسازی و پروژه های جوشکاری لوله در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار خواهد گرفت .