لحام الليزر هو وسيلة دقيقة وفعالة للانضمام إلى المواد
باختصار ، يوفر اللحام بالليزر نتائج عالية السرعة وعالية الجودة مع الحد الأدنى من التشويه.
إنه قابل للتكيف مع مجموعة واسعة من المواد ويمكن تصميمه لتلبية الاحتياجات المحددة لكل تطبيق.
واحدة من المزايا العظيمة لحام الليزر هي براعة.
يمكن استخدامه للحام ليس فقط المعادن مثل الألومنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ ولكن أيضًا مجموعة من المواد الأخرى.
بما في ذلك بعض اللدائن الحرارية ، النظارات ، والمركبات.
هذا يجعلها مفيدة في مجموعة متنوعة من الصناعات ، من تصنيع السيارات إلى الإلكترونيات وحتى إنتاج الأجهزة الطبية.
ما هو لحام الليزر؟ [الجزء 2]
تمثيل المستقبل المتطور
لحام الليزر هو تقنية متطورة تستخدم شعاع الليزر عالي الطاقة للانضمام بدقة من المواد ، وعادة ما تكون المعادن ، عن طريق ذوبانها عند نقطة الاتصال.
تخلق هذه العملية رابطة قوية ودائمة مع الحد الأدنى من التشوه مقارنة بطرق اللحام التقليدية.
إنه سريع وفعال وقادر على إنتاج نتائج عالية الجودة.
قلب لحام الليزر
في قلب لحام الليزر يوجد شعاع الليزر نفسه ، والذي يولد حرارة هائلة.
عندما يركز الليزر على سطح معدني ، يذوب المادة ، ويشكل تجمعًا صغيرًا منصيرًا.
يعزز هذا المسبح بسرعة ، وعادة ما يكون داخل ميلي ثانية ، بمجرد أن يتحرك الليزر بعيدًا ، مما يؤدي إلى اتصال قوي بين الأجزاء.
يتم التحكم في هذه العملية بشكل كبير ، مما يعني أن المناطق التي يتم لحامها فقط تتأثر ، تاركة بقية المادة غير متأثرة إلى حد كبير.
فهم لحام الليزر
هناك طريقة بسيطة لفهم اللحام بالليزر وهي التفكير في كوب مكبرة يركز أشعة الشمس على بقعة صغيرة.
مثلما يمكن للضوء المركّز أن يذوب قطعة من الورق ، تركز شعاع الليزر طاقة مكثفة على سطح معدني.
مما تسبب في ذوبانه ، وفي بعض الحالات ، حتى تبخر.
كثافة الطاقة لحام شعاع الليزر
يتم قياس قوة الليزر من حيث كثافة الطاقة.
وهو مرتفع بشكل لا يصدق - يلعب ملايين واط لكل سنتيمتر مربع.
كلما زادت قوة الليزر ، كلما كانت عملية اللحام أسرع ، وكلما كانت الحرارة أعمق يمكن أن تخترق المادة.
ومع ذلك ، فإن الطاقة الليزر المرتفعة تؤدي أيضًا إلى زيادة تكلفة المعدات.
مما يجعلها عاملاً مهمًا عند النظر في المصاريف الكلية للآلة.
جديد على اللحام بالليزر واللحام بالليزر بالليزر؟
يمكننا المساعدة!
لماذا ليزر الألياف هو الأفضل للحام بالليزر؟
شرح بعض الأنواع الشائعة من الليزر في اللحام بالليزر
كل نوع من أنواع الليزر له نقاط القوة والضعف ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المختلفة في اللحام بالليزر.
تعد الليزر الألياف الأكثر تنوعًا وكفاءة ، خاصة بالنسبة للحام المعدني.
في حين أن ليزر ثاني أكسيد الكربون مفيدة لقطاعات العمل الدائرية ولكنها تتطلب المزيد من الصيانة.
ND: تعتبر أشعة الليزر YAG مثالية لمهام محددة مثل إصلاحات العفن ، ولكن يمكن أن تكون كفاءة الطاقة المنخفضة وتكاليف الصيانة المرتفعة محدودة.
أخيرًا ، توفر ليزر الصمام الثنائي كفاءة ممتازة للطاقة ولكنها أقل فعالية عندما تكون هناك حاجة إلى دقة عالية.
لحام الليزر الألياف: الأكثر شعبية ومثبتة
تعد الليزر الألياف حاليًا أكثر التكنولوجيا شعبية ومثبتة لحام الليزر.
وهي معروفة بكفاءة الطاقة العالية ، حوالي 30 ٪.
مما يساعد في تحسين الإدارة الحرارية وخفض تكاليف التشغيل.
يتم امتصاص الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء المنبعثة من ليزر الألياف جيدًا بواسطة معظم المعادن.
مما يجعلها فعالة للغاية لمجموعة واسعة من مهام اللحام.
واحدة من أكبر مزايا ليزر الألياف هي قدرتها على توليد وتوجيه شعاع الليزر من خلال كابل الألياف البصرية.
هذا يسمح بجودة العاصفة العالية ، وزيادة الدقة ، وكثافة طاقة أعلى ، مما يؤدي إلى عمق اختراق جيد عند اللحام.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن ليزر الألياف لديها الحد الأدنى من استخدام المواد الاستهلاكية ، مما يقلل من تكاليف الصيانة والتعقيد.
يمكن أيضًا دمجها بسهولة مع آلات الروبوتات أو الآلات CNC ، مما يجعلها متعددة الاستخدامات في الإعدادات الصناعية.
فائدة أخرى هي أنه لا يوجد حد تقريبًا لقوة الليزر الألياف ، مما يتيح اللحام عالي الأداء حتى على المواد السميكة.
ليزر ثاني أكسيد الكربون: رائع لبعض التطبيقات
كانت الليزر CO2 أول نوع من الليزر المستخدم في اللحام بالليزر الصناعي ولا يزال يستخدم في بعض التطبيقات.
تنبعث هذه الليزر شعاع ليزر قائم على الغاز لا يمكن توجيهه من خلال البصريات الألياف.
مما يؤدي إلى انخفاض جودة الحزمة مقارنة مع أشعة الليزر الألياف.
هذا يجعلها أقل دقة لبعض تطبيقات اللحام.
عادة ما يتم استخدام الليزر CO2 لحام قطع العمل الدائرية لأنه يمكن إصلاح الليزر في موضعه أثناء تدوير قطعة العمل.
ومع ذلك ، فهي تتطلب المزيد من الصيانة بسبب الحاجة المتكررة للمواد الاستهلاكية مثل المرايا والغازات.
مع متوسط كفاءة الطاقة حوالي 20 ٪ ، فإن ليزر ثاني أكسيد الكربون لا تكون موفرة للطاقة مثل ليزر الألياف.
مما أدى إلى ارتفاع تكاليف التشغيل.
ND: YAG ليزر: ثبت مع قيود
ND: YAG (عقيق Yttrium Aluminium Garnet من النيوديميوم) هي تقنية مثبتة في اللحام بالليزر
لكنهم يأتون مع بعض القيود.
لديهم انخفاض كفاءة الطاقة ، وعادة ما يكون حوالي 5 ٪.
مما يؤدي إلى مشكلات الإدارة الحرارية وارتفاع تكاليف التشغيل.
واحدة من نقاط قوة ND: YAG ليزر هي قدرتها على توجيه شعاع الليزر باستخدام بصريات الألياف ، مما يحسن جودة الحزمة.
ومع ذلك ، لا يزال من الصعب تركيز شعاع الليزر على بقعة صغيرة ، مما يحد من دقتها في بعض التطبيقات.
ND: غالبًا ما تستخدم ليزر YAG لمهام محددة مثل إصلاحات العفن ، حيث يكون التركيز الأكبر مقبولًا.
كما أن لديهم تكاليف صيانة عالية ، لأن المواد الاستهلاكية مثل المرايا والمصابيح تحتاج إلى استبدال منتظم.
ليزر الصمام الثنائي: يصعب التركيز بسبب جودة الحزمة الضعيفة
أصبحت الليزر الصمام الثنائي أكثر شيوعًا في التطبيقات التي تتطلب كفاءة عالية في الطاقة (حوالي 40 ٪).
تؤدي هذه الكفاءة العالية إلى تحسين الإدارة الحرارية وانخفاض تكاليف التشغيل مقارنة ببعض أنواع الليزر الأخرى.
ومع ذلك ، فإن أحد العيوب الرئيسية لليزر الصمام الثنائي هو أن جودة شعاعها سيئة للغاية.
مما يجعل من الصعب تركيز الليزر على حجم بقعة صغيرة.
هذا يحد من دقتهم في بعض تطبيقات اللحام.
على الرغم من ذلك ، لا تزال أشعة الليزر الصمام الثنائي مفيدة لبعض المواد ، وخاصة البلاستيك ، ويمكن استخدامها بفعالية في تلك التطبيقات.
هل تريد البدء على آلة لحام الليزر الليزرية المحمولة؟
التوصيل واللحام بالليزر ثقب المفتاح
فهم تقنية اللحام المشتركة
يمكن تقسيم اللحام بالليزر إلى نوعين رئيسيين: اللحام التوصيل ولحام ثقب المفتاح.
تختلف هاتان العمليتان في كيفية تفاعل الليزر مع المادة والنتائج التي تنتجها.
الاختلافات الرئيسية
جودة اللحام
عادةً ما ينتج عن لحام التوصيل نتائج أنظف مع عيوب أقل وخلل أقل ، في حين أن لحام ثقب المفتاح يمكن أن يسبب المزيد من الرش والمسامية ومنطقة أكبر من الحرارة.
توزيع الحرارة لحام
يوزع لحام التوصيل الحرارة بالتساوي في جميع الاتجاهات ، بينما يركز لحام ثقب المفتاح الحرارة في اتجاه أكثر تضيقًا وعمودية ، مما يؤدي إلى تغلغل أعمق.
سرعة اللحام
لحام ثقب المفتاح أسرع ، مما يجعله مناسبًا للإنتاج ذو الحجم الكبير ، في حين أن اللحام التوصيل أبطأ ولكنه يوفر المزيد من الدقة.
لحام التوصيل
لحام التوصيل هو عملية ألطف وأبطأ. في هذه الطريقة ، يذوب شعاع الليزر سطح المعدن.
مما تسبب في الوصول إلى درجة حرارة الانصهار (النقطة التي يتحول فيها إلى سائل).
ولكن لا تتجاوز ذلك إلى درجة حرارة التبخير (حيث يتحول المعدن إلى غاز).
يتم توزيع الحرارة بالتساوي في جميع أنحاء المادة ، مما يعني أن نقل الحرارة يحدث في جميع الاتجاهات داخل المعدن.
نظرًا لأن اللحام التوصيل يذوب المادة بشكل تدريجي ، فإنه ينتج نتائج عالية الجودة.
ويشمل ذلك الحد الأدنى من الركض (القطرات الصغيرة للمواد المنصهرة التي يمكن أن تهرب أثناء اللحام) والأبخرة المنخفضة ، مما يجعل العملية أنظف.
ومع ذلك ، نظرًا لأنه أبطأ ، يتم استخدام لحام التوصيل عادة للتطبيقات التي تتطلب مفاصل دقة وعالية الجودة بدلاً من السرعة.
لحام ثقب المفتاح
لحام ثقب المفتاح ، من ناحية أخرى ، هو عملية أسرع وأكثر عدوانية.
في هذه الطريقة ، يذوب شعاع الليزر ويتبخر المعدن ، مما يخلق ثقبًا صغيرًا أو ثقبًا رئيسيًا في المادة.
تؤدي الحرارة المكثفة للليزر إلى الوصول إلى كل من درجة حرارة الانصهار ودرجة حرارة التبخير.
مع بعض من المسبح المنصهر يتحول إلى الغاز.
نظرًا لأن المادة تبخر ، يتم نقل الحرارة بشكل عمودي على شعاع الليزر ، مما يؤدي إلى تجمع لحام أعمق وأضيق.
هذه العملية أسرع بكثير من اللحام بالتوصيل ، مما يجعلها مثالية لخطوط الإنتاج ذات الحجم الكبير.
ومع ذلك ، يمكن أن تسبب الحرارة السريعة والمكثفة قاتما ، ويمكن أن تؤدي الذوبان السريع أيضًا إلى مسامية (فقاعات غاز صغيرة محاصرة داخل اللحام).
ومنطقة أكبر متضررة من الحرارة (HAZ) (المنطقة المحيطة باللحام الذي يتم تغييره بواسطة الحرارة).
تريد أن تعرف ما هي تقنية اللحام الصحيحة
لتطبيقك وعملك؟
من مشاركة مقاطع الفيديو إلى مقالات مفيدة
TIG اللحام مقابل لحام الليزر: أيهما أفضل؟
وقت النشر: ديسمبر -25-2024