تتضمن عملية اللحام بالليزر الأساسية تركيز شعاع الليزر على المنطقة المشتركة بين مادتين باستخدام نظام التوصيل البصري. عندما يلامس الشعاع المواد، فإنه ينقل طاقته، ويسخن بسرعة ويذيب مساحة صغيرة.
جدول المحتويات
1. ما هي آلة اللحام بالليزر؟
آلة اللحام بالليزر هي أداة صناعية تستخدم شعاع الليزر كمصدر حرارة مركز لربط مواد متعددة معًا.
بعض الخصائص الرئيسية لآلات اللحام بالليزر تشمل:
1. مصدر الليزر:تستخدم معظم آلات اللحام بالليزر الحديثة ثنائيات ليزر الحالة الصلبة التي تنتج شعاع ليزر عالي الطاقة في طيف الأشعة تحت الحمراء. تشمل مصادر الليزر الشائعة ليزر ثاني أكسيد الكربون والألياف والصمام الثنائي.
2. البصريات:ينتقل شعاع الليزر عبر سلسلة من المكونات البصرية مثل المرايا والعدسات والفوهات التي تركز الشعاع وتوجهه إلى منطقة اللحام بدقة. تعمل الأذرع المتداخلة أو الجسور على وضع الشعاع.
3. الأتمتة:تتميز العديد من آلات اللحام بالليزر بتكامل التحكم العددي بالكمبيوتر (CNC) والروبوتات لأتمتة أنماط وعمليات اللحام المعقدة. تضمن المسارات القابلة للبرمجة وأجهزة استشعار ردود الفعل الدقة.
4. مراقبة العملية:تقوم الكاميرات المدمجة وأجهزة قياس الطيف وأجهزة الاستشعار الأخرى بمراقبة عملية اللحام في الوقت الفعلي. يمكن اكتشاف أي مشكلات تتعلق بمحاذاة الحزمة أو الاختراق أو الجودة ومعالجتها بسرعة.
5. أقفال الأمان:تعمل الأغطية الواقية والأبواب وأزرار التوقف الإلكتروني على حماية المشغلين من شعاع الليزر عالي الطاقة. يقوم التعشيق بإيقاف تشغيل الليزر في حالة انتهاك بروتوكولات السلامة.
باختصار، آلة اللحام بالليزر هي أداة صناعية دقيقة يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر وتستخدم شعاع ليزر مركّز لتطبيقات اللحام الآلية والمتكررة.
2. كيف يعمل اللحام بالليزر؟
تتضمن بعض المراحل الرئيسية في عملية اللحام بالليزر ما يلي:
1. توليد شعاع الليزر:ينتج صمام ثنائي ليزر الحالة الصلبة أو مصدر آخر شعاع الأشعة تحت الحمراء.
2. تسليم الشعاع: تقوم المرايا والعدسات والفوهة بتركيز الشعاع بدقة على مكان ضيق في قطعة العمل.
3. تسخين المواد:يقوم الشعاع بتسخين المادة بسرعة، بكثافة تقترب من 106 وات/سم2.
4. الانصهار والانضمام:يتشكل حوض ذوبان صغير حيث تندمج المواد. عندما يتصلب حوض السباحة، يتم إنشاء وصلة لحام.
5. التبريد وإعادة التصلب: يتم تبريد منطقة اللحام بمعدلات عالية تزيد عن 104 درجة مئوية/الثانية، مما يؤدي إلى إنشاء بنية مجهرية صلبة وحبيبات دقيقة.
6. التقدم:يتحرك الشعاع أو يتم تغيير موضع الأجزاء وتكرر العملية لإكمال خط اللحام. يمكن أيضًا استخدام غاز التدريع الخامل.
باختصار، يستخدم اللحام بالليزر شعاع ليزر شديد التركيز ودورة حرارية يمكن التحكم فيها لإنتاج لحامات منطقة عالية الجودة ومنخفضة التأثر بالحرارة.
قدّمنا معلومات مفيدة عن آلات اللحام بالليزر
بالإضافة إلى الحلول المخصصة لعملك
3. هل اللحام بالليزر أفضل من MIG؟
عند مقارنتها بعمليات اللحام التقليدية بالغاز الخامل المعدني (MIG)...
يوفر اللحام بالليزر العديد من المزايا:
1. الدقة: يمكن تركيز أشعة الليزر على بقعة صغيرة بقطر 0.1-1 مم، مما يتيح عمليات لحام دقيقة للغاية وقابلة للتكرار. هذا مثالي للأجزاء الصغيرة عالية التحمل.
2. السرعة:معدلات اللحام بالليزر أسرع بكثير من MIG، خاصة في المقاييس الرقيقة. يؤدي ذلك إلى تحسين الإنتاجية وتقليل أوقات الدورة.
3. الجودة:ينتج مصدر الحرارة المركز الحد الأدنى من التشوه والمناطق الضيقة المتأثرة بالحرارة. وينتج عن ذلك لحامات قوية وعالية الجودة.
4. الأتمتة:يتم إجراء اللحام بالليزر بسهولة باستخدام الروبوتات وCNC. يؤدي ذلك إلى تمكين الأنماط المعقدة والاتساق المحسن مقارنةً باللحام MIG اليدوي.
5. المواد:يمكن أن يجمع الليزر بين العديد من مجموعات المواد، بما في ذلك اللحامات المعدنية المتعددة المواد والمختلفة.
ومع ذلك، لحام MIG لديهبعض المزاياعلى الليزر في تطبيقات أخرى:
1. التكلفة:تتمتع معدات MIG بتكلفة استثمار أولية أقل من أنظمة الليزر.
2. المواد السميكة:يعد MIG مناسبًا بشكل أفضل للحام المقاطع الفولاذية السميكة التي يزيد سمكها عن 3 مم، حيث يمكن أن يكون امتصاص الليزر مشكلة.
3. التدريع الغاز:يستخدم MIG درع غاز خامل لحماية منطقة اللحام، بينما يستخدم الليزر غالبًا مسار شعاع مغلق.
باختصار، يُفضل اللحام بالليزر بشكل عامالدقة والأتمتة وجودة اللحام.
لكن شركة MIG تظل قادرة على المنافسة في مجال إنتاجمقاييس سمكا على الميزانية.
تعتمد العملية الصحيحة على تطبيق اللحام المحدد ومتطلبات الأجزاء.
4. هل اللحام بالليزر أفضل من اللحام بـ TIG؟
يعد اللحام بغاز التنغستن الخامل (TIG) عملية يدوية تتطلب مهارة فنية ويمكن أن تنتج نتائج ممتازة على المواد الرقيقة.
ومع ذلك، فإن اللحام بالليزر له بعض المزايا مقارنة بـ TIG:
1. السرعة:يعد اللحام بالليزر أسرع بكثير من TIG لتطبيقات الإنتاج نظرًا لدقته الآلية. وهذا يحسن الإنتاجية.
2. الدقة:يسمح شعاع الليزر المركز بدقة تحديد المواقع في حدود مئات من المليمتر. وهذا لا يمكن أن تضاهيه يد بشرية مع TIG.
3. التحكم:يتم التحكم بإحكام في متغيرات العملية مثل مدخلات الحرارة وهندسة اللحام باستخدام الليزر، مما يضمن الحصول على نتائج متسقة دفعة واحدة.
4. المواد:يعتبر TIG هو الأفضل للمواد الموصلة الرقيقة، بينما يفتح اللحام بالليزر مجموعة واسعة من مجموعات المواد المتعددة.
5. الأتمتة: تعمل أنظمة الليزر الروبوتية على تمكين اللحام الآلي بالكامل دون تعب، في حين تتطلب TIG عمومًا اهتمام المشغل وخبرته الكاملة.
ومع ذلك، يحتفظ لحام TIG بميزةالعمل الدقيق ذو المقياس الرفيع أو لحام السبائكحيث يجب تعديل المدخلات الحرارية بعناية. بالنسبة لهذه التطبيقات، تعتبر اللمسة الفنية الماهرة ذات قيمة كبيرة.
5. ما هو عيب اللحام بالليزر؟
كما هو الحال مع أي عملية صناعية، فإن اللحام بالليزر له بعض الجوانب السلبية المحتملة التي يجب أخذها في الاعتبار:
1. التكلفة: على الرغم من أن أنظمة الليزر عالية الطاقة أصبحت ميسورة التكلفة، إلا أنها تتطلب استثمارًا رأسماليًا كبيرًا مقارنة بطرق اللحام الأخرى.
2. المواد الاستهلاكية:تتحلل فوهات الغاز والبصريات بمرور الوقت ويجب استبدالها، مما يزيد من تكلفة الملكية.
3. السلامة:يلزم اتباع بروتوكولات صارمة وأغطية أمان مغلقة لمنع التعرض لشعاع الليزر عالي الكثافة.
4. التدريب:يحتاج المشغلون إلى التدريب للعمل بأمان وصيانة معدات اللحام بالليزر بشكل صحيح.
5. خط البصر:ينتقل شعاع الليزر في خطوط مستقيمة، لذلك قد تتطلب الأشكال الهندسية المعقدة أشعة متعددة أو إعادة تحديد موضع 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 العملية، يوفر اللحام بالليزر مزايا الإنتاجية والدقة والجودة للعديد من التطبيقات الصناعية.
6. هل اللحام بالليزر يحتاج إلى غاز؟
على عكس عمليات اللحام المحمي بالغاز، لا يتطلب اللحام بالليزر استخدام غاز درع خامل يتدفق فوق منطقة اللحام. هذا بسبب:
1. ينتقل شعاع الليزر المركز عبر الهواء لتكوين حوض لحام صغير عالي الطاقة يقوم بإذابة المواد وربطها.
2. الهواء المحيط لا يتأين مثل قوس البلازما الغازي ولا يتداخل مع تشكيل الشعاع أو اللحام.
3. يتصلب اللحام بسرعة كبيرة من الحرارة المركزة التي تتشكل قبل أن تتشكل الأكاسيد على السطح.
ومع ذلك، قد تستفيد بعض تطبيقات اللحام بالليزر المتخصصة من استخدام الغاز المساعد:
1. بالنسبة للمعادن التفاعلية مثل الألومنيوم، يحمي الغاز حوض اللحام الساخن من الأكسجين الموجود في الهواء.
2. في وظائف الليزر عالية الطاقة، يعمل الغاز على تثبيت عمود البلازما الذي يتشكل أثناء اللحامات العميقة.
3. تقوم نفاثات الغاز بإزالة الأبخرة والحطام من أجل نقل أفضل للشعاع على الأسطح المتسخة أو المطلية.
لذلك باختصار، على الرغم من أن الغاز الخامل ليس ضروريًا تمامًا، إلا أنه قد يوفر مزايا لتطبيقات أو مواد لحام بالليزر محددة صعبة. لكن العملية يمكن أن تؤدي أداءً جيدًا في كثير من الأحيان بدونها.
◀ ما هي المواد التي يمكن لحامها بالليزر؟
يمكن لحام جميع المعادن تقريبًا بالليزر، بما في ذلكالصلب والألمنيوم والتيتانيوم وسبائك النيكل وغيرها.
حتى المجموعات المعدنية المختلفة ممكنة. المفتاح هو أنهميجب أن تمتص الطول الموجي لليزر بكفاءة.
◀ ما مدى سُمك المواد التي يمكن لحامها؟
صفائح رقيقة مثل0.1 ملم وسمك 25 ملميمكن عادةً أن تكون ملحومة بالليزر، اعتمادًا على التطبيق المحدد وقوة الليزر.
قد تتطلب المقاطع الأكثر سمكًا لحامًا متعدد التمريرات أو بصريات خاصة.
◀ هل اللحام بالليزر مناسب للإنتاج بكميات كبيرة؟
قطعاً. تُستخدم خلايا اللحام بالليزر الروبوتية بشكل شائع في بيئات الإنتاج الآلية عالية السرعة لتطبيقات مثل تصنيع السيارات.
يمكن تحقيق معدلات إنتاجية تصل إلى عدة أمتار في الدقيقة.
◀ ما هي الصناعات التي تستخدم اللحام بالليزر؟
يمكن العثور على تطبيقات اللحام بالليزر الشائعة فيالسيارات، والإلكترونيات، والأجهزة الطبية، والفضاء، والأدوات/القالب، وتصنيع الأجزاء الصغيرة الدقيقة.
التكنولوجيا هيالتوسع المستمر في قطاعات جديدة.
◀ كيف أختار نظام اللحام بالليزر؟
تشمل العوامل التي يجب مراعاتها مواد قطع العمل والحجم/السمك واحتياجات الإنتاجية والميزانية وجودة اللحام المطلوبة.
يمكن للموردين ذوي السمعة الطيبة المساعدة في تحديد نوع الليزر المناسب والطاقة والبصريات والأتمتة لتطبيقك المحدد.
◀ ما هي أنواع اللحامات التي يمكن تصنيعها؟
تشتمل تقنيات اللحام بالليزر النموذجية على اللحامات التناكبية، واللفة، والشرائح، والثقب، والكسوة.
تظهر أيضًا بعض الأساليب المبتكرة مثل التصنيع الإضافي بالليزر لتطبيقات الإصلاح والنماذج الأولية.
◀ هل اللحام بالليزر مناسب لأعمال الإصلاح؟
نعم، يعتبر اللحام بالليزر مناسبًا تمامًا للإصلاح الدقيق للمكونات عالية القيمة.
يقلل مدخل الحرارة المركزة من الأضرار الإضافية التي تلحق بالمواد الأساسية أثناء عملية الإصلاح.
هل تريد البدء باستخدام ماكينة اللحام بالليزر؟
لماذا لا تنظر إلينا؟
وقت النشر: 12 فبراير 2024