ماكينة لحام ليزر محمولة |

ما هو اللحام بالليزر؟ شرح اللحام بالليزر! كل ما تحتاج لمعرفته حول اللحام بالليزر، بما في ذلك المبدأ الأساسي ومعايير العملية الرئيسية!

لا يفهم العديد من العملاء مبادئ العمل الأساسية لآلة اللحام بالليزر، ناهيك عن اختيار آلة اللحام بالليزر المناسبة، ومع ذلك، فإن Mimowork Laser موجود لمساعدتك في اتخاذ القرار الصحيح وتقديم دعم إضافي لمساعدتك في فهم اللحام بالليزر.

ما هو اللحام بالليزر؟

اللحام بالليزر هو نوع من لحام الذوبان، يستخدم شعاع الليزر كمصدر حرارة لحام، مبدأ اللحام هو من خلال طريقة محددة لتحفيز الوسط النشط، وتشكيل تذبذب تجويف الرنين، ثم يتحول إلى شعاع الإشعاع المحفز، عندما يكون الشعاع وتتصل قطعة العمل ببعضها البعض، وتمتص قطعة العمل الطاقة، وعندما تصل درجة الحرارة إلى نقطة انصهار المادة يمكن لحامها.

وفقًا للآلية الرئيسية لحوض اللحام، فإن اللحام بالليزر له آليتان أساسيتان للحام: اللحام بالتوصيل الحراري واللحام بالاختراق العميق (ثقب المفتاح). يتم توزيع الحرارة الناتجة عن اللحام بالتوصيل الحراري إلى قطعة العمل من خلال نقل الحرارة، بحيث يذوب سطح اللحام، ولا ينبغي أن يحدث أي تبخر، والذي يستخدم غالبًا في لحام المكونات الرقيقة منخفضة السرعة. يعمل اللحام بالانصهار العميق على تبخير المادة وتكوين كمية كبيرة من البلازما. بسبب الحرارة المرتفعة، ستكون هناك ثقوب في الجزء الأمامي من حوض السباحة المنصهر. اللحام بالاختراق العميق هو وضع اللحام بالليزر الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، حيث يمكنه لحام قطعة العمل تمامًا، وطاقة الإدخال ضخمة، مما يؤدي إلى سرعة لحام سريعة.

معلمات العملية في اللحام بالليزر

هناك العديد من معلمات العملية التي تؤثر على جودة اللحام بالليزر، مثل كثافة الطاقة، وشكل موجة نبض الليزر، وإزالة التركيز البؤري، وسرعة اللحام، واختيار غاز التدريع المساعد.

كثافة طاقة الليزر

تعد كثافة الطاقة أحد أهم العوامل في المعالجة بالليزر. مع كثافة طاقة أعلى، يمكن تسخين الطبقة السطحية إلى نقطة الغليان خلال جزء من الثانية، مما يؤدي إلى كمية كبيرة من التبخر. ولذلك، فإن كثافة الطاقة العالية مفيدة لعمليات إزالة المواد مثل الحفر والقطع والنقش. بالنسبة لكثافة الطاقة المنخفضة، يستغرق الأمر عدة مللي ثانية حتى تصل درجة حرارة السطح إلى نقطة الغليان، وقبل أن يتبخر السطح، يصل الجزء السفلي إلى نقطة الانصهار، وهو ما يسهل تشكيل لحام ذوبان جيد. ولذلك، في شكل اللحام بالليزر بالتوصيل الحراري، فإن نطاق كثافة الطاقة هو 104-106W/cm2.

شكل موجة نبض الليزر

إن شكل موجة نبض الليزر ليس فقط معلمة مهمة لتمييز إزالة المواد عن ذوبان المواد، ولكنه أيضًا معلمة أساسية لتحديد حجم وتكلفة معدات المعالجة. عندما يتم إطلاق شعاع الليزر عالي الكثافة على سطح المادة، سينعكس على سطح المادة ما بين 60 إلى 90% من طاقة الليزر ويعتبر خسارة، خاصة الذهب والفضة والنحاس والألومنيوم والتيتانيوم وغيرها من المواد التي لها انعكاس قوي ونقل سريع للحرارة. يختلف انعكاس المعدن مع مرور الوقت أثناء نبضة الليزر. عندما ترتفع درجة حرارة سطح المادة إلى نقطة الانصهار، ينخفض الانعكاس بسرعة، وعندما يكون السطح في حالة الانصهار، يستقر الانعكاس عند قيمة معينة.

عرض نبض الليزر

يعد عرض النبض معلمة مهمة للحام بالليزر النبضي. تم تحديد عرض النبضة حسب عمق الاختراق والمنطقة المتأثرة بالحرارة. كلما كان عرض النبضة أطول، كلما كانت المنطقة المتأثرة بالحرارة أكبر، وزاد عمق الاختراق بمقدار 1/2 قوة عرض النبضة. ومع ذلك، فإن زيادة عرض النبضة ستقلل من ذروة الطاقة، لذلك يتم استخدام زيادة عرض النبض بشكل عام في اللحام بالتوصيل الحراري، مما يؤدي إلى حجم لحام واسع وضحل، ومناسب بشكل خاص للحام اللفة للألواح الرقيقة والسميكة. ومع ذلك، يؤدي انخفاض طاقة الذروة إلى زيادة مدخلات الحرارة، ولكل مادة عرض نبض مثالي يزيد من عمق الاختراق.

كمية إلغاء التركيز

يتطلب اللحام بالليزر عادةً قدرًا معينًا من إزالة التركيز البؤري، نظرًا لأن كثافة الطاقة لمركز البقعة عند تركيز الليزر مرتفعة جدًا، مما يسهل تبخر مادة اللحام في الثقوب. يكون توزيع كثافة الطاقة موحدًا نسبيًا في كل مستوى بعيدًا عن تركيز الليزر.

هناك وضعان لإلغاء التركيز البؤري:
التركيز الإيجابي والسلبي. إذا كان المستوى البؤري موجودًا فوق قطعة العمل، فهذا يعني إلغاء التركيز بشكل إيجابي؛ خلاف ذلك، فمن إلغاء التركيز السلبي. وفقًا لنظرية البصريات الهندسية، عندما تكون المسافة بين مستويات إزالة التركيز الإيجابية والسلبية ومستوى اللحام متساوية، تكون كثافة الطاقة على المستوى المقابل هي نفسها تقريبًا، ولكن في الواقع، يختلف شكل البركة المنصهرة الذي تم الحصول عليه. في حالة إزالة التركيز السلبي، يمكن الحصول على اختراق أكبر، وهو ما يرتبط بعملية تكوين البركة المنصهرة.

سرعة اللحام

تحدد سرعة اللحام جودة سطح اللحام وعمق الاختراق والمنطقة المتأثرة بالحرارة وما إلى ذلك. سوف تؤثر سرعة اللحام على مدخلات الحرارة لكل وحدة زمنية. إذا كانت سرعة اللحام بطيئة جدًا، فإن مدخلات الحرارة مرتفعة جدًا، مما يؤدي إلى احتراق قطعة العمل. إذا كانت سرعة اللحام سريعة جدًا، فإن مدخلات الحرارة تكون قليلة جدًا، مما يؤدي إلى لحام قطعة العمل جزئيًا وغير مكتمل. عادة ما يتم استخدام تقليل سرعة اللحام لتحسين الاختراق.

غاز مساعد للحماية من النفخ

يعد غاز الحماية من الضربات المساعد إجراءً أساسيًا في اللحام بالليزر عالي الطاقة. من ناحية، لمنع المواد المعدنية من الاخرق وتلويث مرآة التركيز؛ ومن ناحية أخرى، فهو يمنع البلازما المتولدة في عملية اللحام من التركيز أكثر من اللازم ويمنع الليزر من الوصول إلى سطح المادة. في عملية اللحام بالليزر، غالبًا ما يتم استخدام الهيليوم والأرجون والنيتروجين والغازات الأخرى لحماية البركة المنصهرة، وذلك لمنع قطعة العمل من الأكسدة في هندسة اللحام. عوامل مثل نوع الغاز الواقي وحجم تدفق الهواء وزاوية النفخ لها تأثير كبير على نتائج اللحام، كما أن طرق النفخ المختلفة سيكون لها أيضًا تأثير معين على جودة اللحام.