تتضمن عملية اللحام بالليزر الأساسية تركيز شعاع الليزر على منطقة الوصل بين مادتين باستخدام نظام توصيل بصري. وعندما يلامس الشعاع المواد، فإنه ينقل طاقته، مما يؤدي إلى تسخين وصهر منطقة صغيرة بسرعة.
1. ما هي آلة اللحام بالليزر؟
آلة اللحام بالليزر هي أداة صناعية تستخدم شعاع الليزر كمصدر حرارة مركز لربط مواد متعددة معًا.
تتضمن بعض الخصائص الرئيسية لآلات اللحام بالليزر ما يلي:
1. مصدر الليزر:تستخدم معظم أجهزة اللحام بالليزر الحديثة ثنائيات ليزر الحالة الصلبة التي تنتج شعاع ليزر عالي الطاقة في نطاق الأشعة تحت الحمراء. وتشمل مصادر الليزر الشائعة ليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الألياف، وليزر الثنائيات.
2. البصريات:ينتقل شعاع الليزر عبر سلسلة من المكونات البصرية مثل المرايا والعدسات والفوهات التي تركز الشعاع وتوجهه بدقة إلى منطقة اللحام. وتعمل الأذرع التلسكوبية أو الرافعات على تحديد موضع الشعاع.
3. الأتمتة:تتميز العديد من ماكينات اللحام بالليزر بتكامل التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC) والروبوتات لأتمتة أنماط وعمليات اللحام المعقدة. وتضمن المسارات القابلة للبرمجة وأجهزة الاستشعار ذات التغذية الراجعة الدقة.
4. مراقبة العمليات:تراقب الكاميرات المدمجة وأجهزة قياس الطيف وغيرها من أجهزة الاستشعار عملية اللحام في الوقت الفعلي. ويمكن اكتشاف أي مشاكل تتعلق بمحاذاة الشعاع أو الاختراق أو الجودة ومعالجتها بسرعة.
5. أجهزة التعشيق الآمنة:توفر الأغطية الواقية والأبواب وأزرار الإيقاف الطارئ الحماية للمشغلين من شعاع الليزر عالي الطاقة. وتعمل أجهزة التعشيق على إيقاف تشغيل الليزر في حالة انتهاك بروتوكولات السلامة.
باختصار، آلة اللحام بالليزر هي أداة صناعية دقيقة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر وتستخدم شعاع ليزر مركز لتطبيقات اللحام الآلية والمتكررة.
2. كيف تعمل عملية اللحام بالليزر؟
تتضمن بعض المراحل الرئيسية في عملية اللحام بالليزر ما يلي:
1. توليد شعاع الليزر:يقوم صمام ثنائي ليزري ذو حالة صلبة أو مصدر آخر بإنتاج شعاع الأشعة تحت الحمراء.
2. توصيل الشعاع: تعمل المرايا والعدسات والفوهة على تركيز الشعاع بدقة على نقطة ضيقة على قطعة العمل.
3. تسخين المواد:يقوم الشعاع بتسخين المادة بسرعة، بكثافة تقارب 106 واط/سم2.
4. الصهر والربط:تتشكل بركة انصهار صغيرة حيث تندمج المواد. وعندما تتصلب البركة، تتكون وصلة لحام.
5. التبريد وإعادة التصلب: تبرد منطقة اللحام بمعدلات عالية تتجاوز 104 درجة مئوية/ثانية، مما يؤدي إلى تكوين بنية دقيقة الحبيبات ومتصلبة.
6. التطور:يتم تحريك الشعاع أو إعادة وضع الأجزاء، وتتكرر العملية لإكمال خط اللحام. ويمكن أيضاً استخدام غاز خامل للحماية.
باختصار، تستخدم عملية اللحام بالليزر شعاع ليزر مركزًا بشكل مكثف ودورات حرارية مضبوطة لإنتاج لحامات عالية الجودة ومنخفضة التأثير الحراري.
لقد قدمنا معلومات مفيدة حول ماكينات اللحام بالليزر
بالإضافة إلى حلول مخصصة لشركتك
3. هل اللحام بالليزر أفضل من اللحام بتقنية MIG؟
بالمقارنة مع عمليات اللحام التقليدية باستخدام الغاز الخامل المعدني (MIG)...
توفر عملية اللحام بالليزر العديد من المزايا:
1. الدقة: يمكن تركيز أشعة الليزر على بقعة صغيرة جدًا يتراوح قطرها بين 0.1 و1 مم، مما يتيح لحامات دقيقة ومتكررة للغاية. وهذا مثالي للأجزاء الصغيرة ذات الدقة العالية.
2. السرعة:تتميز معدلات اللحام بالليزر بأنها أسرع بكثير من اللحام بتقنية MIG، خاصة عند استخدام سماكات أقل. وهذا يحسن الإنتاجية ويقلل من أوقات دورة العمل.
3. الجودة:يؤدي مصدر الحرارة المركز إلى تقليل التشوه وتضييق المناطق المتأثرة بالحرارة، مما ينتج عنه لحامات قوية وعالية الجودة.
4. الأتمتة:يمكن أتمتة عملية اللحام بالليزر بسهولة باستخدام الروبوتات وأنظمة التحكم الرقمي الحاسوبي (CNC). وهذا يتيح إمكانية تنفيذ أنماط معقدة وتحسين الاتساق مقارنةً باللحام اليدوي بتقنية MIG.
5. المواد:يمكن لأجهزة الليزر أن تربط العديد من تركيبات المواد، بما في ذلك اللحام متعدد المواد واللحام المعدني غير المتشابه.
ومع ذلك، فإن لحام MIG لهبعض المزايامقارنة بالليزر في تطبيقات أخرى:
1. التكلفة:تتميز معدات اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز (MIG) بتكلفة استثمارية أولية أقل من أنظمة الليزر.
2. مواد أكثر سمكًا:تعتبر تقنية اللحام MIG أكثر ملاءمة للحام مقاطع الصلب السميكة التي يزيد سمكها عن 3 مم، حيث يمكن أن يكون امتصاص الليزر مشكلة.
3. غاز الحماية:تستخدم تقنية اللحام بالقوس المعدني المحمي بالغاز الخامل درعًا من الغاز الخامل لحماية منطقة اللحام، بينما يستخدم الليزر غالبًا مسار شعاع مغلق.
باختصار، يُفضل عمومًا استخدام اللحام بالليزر لـالدقة والأتمتة وجودة اللحام.
لكن شركة MIG لا تزال قادرة على المنافسة في إنتاجمقاسات أكثر سمكًا بميزانية محدودة.
تعتمد العملية الصحيحة على تطبيق اللحام المحدد ومتطلبات القطعة.
4. هل اللحام بالليزر أفضل من اللحام بتقنية TIG؟
لحام الغاز الخامل بالتنغستن (TIG) هو عملية يدوية تتطلب مهارة فنية ويمكن أن تنتج نتائج ممتازة على المواد الرقيقة.
ومع ذلك، فإن لحام الليزر له بعض المزايا مقارنة بلحام TIG:
1. السرعة:تُعد عملية اللحام بالليزر أسرع بكثير من عملية اللحام بتقنية TIG في تطبيقات الإنتاج نظرًا لدقتها الآلية، مما يُحسّن الإنتاجية.
2. الدقة:يُتيح شعاع الليزر المُركّز دقة تحديد المواقع في حدود أجزاء من مئة من المليمتر. وهذا ما لا يُمكن تحقيقه باليد البشرية باستخدام تقنية اللحام بالقوس الكهربائي.
3. التحكم:يتم التحكم بدقة في متغيرات العملية مثل مدخلات الحرارة وهندسة اللحام باستخدام الليزر، مما يضمن نتائج متسقة من دفعة إلى أخرى.
4. المواد:تعتبر تقنية اللحام بالقوس الكهربائي المحمي بالغاز الخامل (TIG) الأفضل للمواد الموصلة الرقيقة، بينما يتيح اللحام بالليزر مجموعة أوسع من تركيبات المواد المتعددة.
5. الأتمتة: تتيح أنظمة الليزر الروبوتية اللحام الآلي بالكامل دون إرهاق، في حين أن اللحام بتقنية TIG يتطلب عمومًا انتباه المشغل الكامل وخبرته.
ومع ذلك، لا تزال لحام TIG تتمتع بميزة لـأعمال دقيقة ذات مقياس رقيق أو لحام السبائكحيث يجب التحكم بدقة في كمية الحرارة المُدخلة. في هذه التطبيقات، تُعدّ خبرة الفني الماهر ذات قيمة كبيرة.
5. ما هي عيوب اللحام بالليزر؟
كما هو الحال مع أي عملية صناعية، فإن لحام الليزر له بعض السلبيات المحتملة التي يجب أخذها في الاعتبار:
1. التكلفة: على الرغم من أن أنظمة الليزر عالية الطاقة أصبحت في متناول الجميع، إلا أنها تتطلب استثماراً رأسمالياً كبيراً مقارنة بطرق اللحام الأخرى.
2. المواد الاستهلاكية:تتدهور فوهات الغاز والبصريات بمرور الوقت ويجب استبدالها، مما يزيد من تكلفة الملكية.
3. السلامة:يلزم اتباع بروتوكولات صارمة واستخدام أغلفة أمان مغلقة لمنع التعرض لشعاع الليزر عالي الكثافة.
4. التدريب:يحتاج المشغلون إلى التدريب للعمل بأمان وصيانة معدات اللحام بالليزر بشكل صحيح.
5. خط الرؤية:يسير شعاع الليزر في خطوط مستقيمة، لذا قد تتطلب الأشكال الهندسية المعقدة استخدام أشعة متعددة أو إعادة وضع قطعة العمل.
6. الامتصاصية:قد يكون من الصعب لحام بعض المواد مثل الفولاذ السميك أو الألومنيوم إذا لم تمتص الطول الموجي المحدد لليزر بكفاءة.
مع اتخاذ الاحتياطات المناسبة والتدريب وتحسين العمليات، يوفر اللحام بالليزر مزايا في الإنتاجية والدقة والجودة للعديد من التطبيقات الصناعية.
6. هل يحتاج اللحام بالليزر إلى غاز؟
بخلاف عمليات اللحام المحمية بالغاز، لا يتطلب اللحام بالليزر استخدام غاز خامل واقي يتدفق فوق منطقة اللحام. وذلك للأسباب التالية:
1. ينتقل شعاع الليزر المركز عبر الهواء لتكوين بركة لحام صغيرة وعالية الطاقة تعمل على صهر المواد وربطها.
2. الهواء المحيط لا يتأين مثل قوس البلازما الغازية ولا يتداخل مع الشعاع أو تكوين اللحام.
3. يتصلب اللحام بسرعة كبيرة بسبب الحرارة المركزة لدرجة أنه يتشكل قبل أن تتشكل الأكاسيد على السطح.
ومع ذلك، قد تستفيد بعض تطبيقات اللحام بالليزر المتخصصة من استخدام غاز مساعد:
1. بالنسبة للمعادن التفاعلية مثل الألومنيوم، يحمي الغاز حوض اللحام الساخن من الأكسجين الموجود في الهواء.
2. في عمليات اللحام بالليزر عالي الطاقة، يعمل الغاز على تثبيت عمود البلازما الذي يتشكل أثناء عمليات اللحام ذات الاختراق العميق.
3. تعمل نفاثات الغاز على إزالة الأبخرة والحطام لتحسين نقل الشعاع على الأسطح المتسخة أو المطلية.
باختصار، على الرغم من أن الغاز الخامل ليس ضرورياً تماماً، إلا أنه قد يوفر مزايا في تطبيقات لحام الليزر الصعبة أو لبعض المواد. ولكن غالباً ما يمكن أن تتم العملية بكفاءة عالية بدونه.
يمكن لحام جميع المعادن تقريبًا بالليزر، بما في ذلكالفولاذ، والألومنيوم، والتيتانيوم، وسبائك النيكل، وغيرها.
حتى تركيبات المعادن المختلفة ممكنة. يكمن السر في أنهايجب أن يمتص طول موجة الليزر بكفاءة.
صفائح رقيقة مثل0.1 مم وسمك يصل إلى 25 مميمكن عادةً لحامها بالليزر، وذلك حسب التطبيق المحدد وقوة الليزر.
قد تتطلب الأجزاء السميكة لحامًا متعدد المراحل أو بصريات خاصة.
بالتأكيد. تُستخدم خلايا اللحام بالليزر الروبوتية بشكل شائع في بيئات الإنتاج الآلية عالية السرعة لتطبيقات مثل صناعة السيارات.
يمكن تحقيق معدلات إنتاجية تصل إلى عدة أمتار في الدقيقة.
يمكن العثور على تطبيقات اللحام بالليزر الشائعة فيصناعة السيارات، والإلكترونيات، والأجهزة الطبية، والفضاء، والأدوات/القوالب، وتصنيع الأجزاء الدقيقة الصغيرة.
التكنولوجيا هيالتوسع المستمر في قطاعات جديدة.
تشمل العوامل التي يجب مراعاتها مواد قطعة العمل، والحجم/السماكة، واحتياجات الإنتاجية، والميزانية، وجودة اللحام المطلوبة.
بإمكان الموردين ذوي السمعة الطيبة المساعدة في تحديد نوع الليزر المناسب، والطاقة، والبصريات، والأتمتة لتطبيقك المحدد.
تشمل تقنيات اللحام بالليزر النموذجية اللحام التناكبي، واللحام التراكبي، واللحام الزاوي، واللحام الثاقب، ولحام التكسية.
كما تظهر بعض الأساليب المبتكرة مثل التصنيع الإضافي بالليزر لتطبيقات الإصلاح والنماذج الأولية.
نعم، اللحام بالليزر مناسب تمامًا لإصلاح المكونات عالية القيمة بدقة.
يقلل إدخال الحرارة المركزة من الأضرار الإضافية التي تلحق بالمواد الأساسية أثناء الإصلاح.
هل ترغب في البدء باستخدام ماكينة لحام بالليزر؟
لماذا لا تفكر فينا؟
تاريخ النشر: 12 فبراير 2024