دستگاه جوش لیزری دستی |

جوشکاری لیزر چیست؟ جوشکاری لیزری توضیح داده شد! تمام آنچه شما باید در مورد جوشکاری لیزر بدانید، از جمله اصل کلیدی و پارامترهای فرآیند اصلی!

بسیاری از مشتریان اصول اولیه کار دستگاه جوش لیزر را نمی دانند، چه رسد به انتخاب دستگاه جوش لیزری مناسب، با این حال Mimowork Laser اینجاست تا به شما کمک کند تصمیم درستی بگیرید و پشتیبانی بیشتری را برای کمک به شما در درک جوش لیزری ارائه دهد.

جوشکاری لیزری چیست؟

جوشکاری لیزری نوعی جوشکاری ذوبی است که با استفاده از پرتو لیزر به عنوان منبع حرارت جوشکاری، اصل جوشکاری از طریق یک روش خاص برای تحریک محیط فعال، تشکیل نوسان حفره تشدید، و سپس تبدیل به پرتو تابش تحریک شده، زمانی که پرتو و قطعه کار با یکدیگر تماس می گیرند، انرژی توسط قطعه کار جذب می شود، زمانی که دما به نقطه ذوب می رسد، مواد می توانند جوش داده شوند.

با توجه به مکانیسم اصلی استخر جوشکاری، جوش لیزری دارای دو مکانیسم اصلی جوش است: جوشکاری رسانش حرارتی و جوشکاری با نفوذ عمیق (چاله کلید). گرمای تولید شده توسط جوشکاری هدایت حرارتی از طریق انتقال حرارت به قطعه کار پخش می شود، به طوری که سطح جوش ذوب می شود، نباید تبخیر اتفاق بیفتد، که اغلب در جوشکاری اجزای نازک با سرعت کم استفاده می شود. جوشکاری فیوژن عمیق مواد را تبخیر می کند و مقدار زیادی پلاسما را تشکیل می دهد. به دلیل گرمای زیاد، سوراخ هایی در جلوی حوضچه مذاب ایجاد می شود. جوشکاری با نفوذ عمیق پرکاربردترین حالت جوش لیزری است، می تواند قطعه کار را به طور کامل جوش دهد و انرژی ورودی بسیار زیاد است که منجر به سرعت جوشکاری سریع می شود.

پارامترهای فرآیند در جوشکاری لیزری

پارامترهای فرآیندی زیادی وجود دارد که بر کیفیت جوشکاری لیزر تأثیر می گذارد، مانند چگالی توان، شکل موج پالس لیزر، فوکوس زدایی، سرعت جوشکاری و انتخاب گاز محافظ کمکی.

چگالی توان لیزر

چگالی توان یکی از پارامترهای مهم در پردازش لیزری است. با چگالی توان بالاتر، لایه سطحی را می توان تا نقطه جوش در عرض یک میکروثانیه گرم کرد و در نتیجه مقدار زیادی تبخیر ایجاد می شود. بنابراین، چگالی توان بالا برای فرآیندهای حذف مواد مانند حفاری، برش و حکاکی سودمند است. برای چگالی توان کم، چندین میلی ثانیه طول می کشد تا دمای سطح به نقطه جوش برسد و قبل از تبخیر شدن سطح، پایین به نقطه ذوب می رسد که به راحتی می توان یک جوش ذوب خوب را تشکیل داد. بنابراین، در قالب جوش لیزری رسانش حرارت، محدوده چگالی توان 104-106W/cm2 است.

شکل موج پالس لیزر

شکل موج پالس لیزر نه تنها یک پارامتر مهم برای تشخیص حذف مواد از ذوب مواد است، بلکه یک پارامتر کلیدی برای تعیین حجم و هزینه تجهیزات پردازش است. هنگامی که پرتو لیزر با شدت بالا به سطح ماده شلیک می شود، سطح ماده دارای 60 تا 90 درصد انرژی لیزر منعکس شده و از دست دادن در نظر گرفته می شود، به ویژه طلا، نقره، مس، آلومینیوم، تیتانیوم و سایر موادی که دارای انعکاس قوی و انتقال سریع حرارت بازتاب یک فلز با زمان در طول پالس لیزر تغییر می کند. هنگامی که دمای سطح ماده تا نقطه ذوب بالا می رود، بازتاب به سرعت کاهش می یابد و زمانی که سطح در حالت ذوب است، بازتاب در مقدار معینی تثبیت می شود.

پهنای پالس لیزر

عرض پالس یک پارامتر مهم در جوشکاری لیزر پالسی است. عرض پالس با عمق نفوذ و منطقه تحت تأثیر حرارت تعیین شد. هر چه عرض پالس بیشتر باشد، ناحیه تحت تاثیر حرارت بزرگتر است و عمق نفوذ با 1/2 توان عرض پالس افزایش می یابد. با این حال، افزایش عرض پالس قدرت پیک را کاهش می دهد، بنابراین افزایش عرض پالس به طور کلی برای جوشکاری هدایت حرارتی استفاده می شود و در نتیجه اندازه جوش گسترده و کم عمق به ویژه برای جوشکاری لبه صفحات نازک و ضخیم مناسب است. با این حال، پیک توان کمتر منجر به گرمای ورودی اضافی می شود و هر ماده دارای یک پهنای پالس بهینه است که عمق نفوذ را به حداکثر می رساند.

عدم تمرکز کمیت

جوشکاری لیزری معمولاً به مقدار مشخصی از فوکوس نیاز دارد، زیرا چگالی توان مرکز نقطه در کانون لیزر بسیار زیاد است، که به راحتی مواد جوش را به سوراخ تبخیر می کند. توزیع چگالی توان در هر صفحه به دور از کانون لیزر نسبتاً یکنواخت است.

دو حالت فوکوس وجود دارد:
عدم تمرکز مثبت و منفی. اگر صفحه کانونی بالای قطعه کار قرار گیرد، فوکوس مثبت است. در غیر این صورت، تمرکز منفی است. بر اساس تئوری اپتیک هندسی، زمانی که فاصله بین صفحات فوکوس‌زدا مثبت و منفی و صفحه جوش برابر باشد، چگالی توان در صفحه مربوطه تقریباً یکسان است، اما در واقع، شکل حوضچه مذاب به‌دست‌آمده متفاوت است. در صورت عدم فوکوس منفی، می توان نفوذ بیشتری به دست آورد که مربوط به فرآیند تشکیل حوضچه مذاب است.

سرعت جوش

سرعت جوشکاری کیفیت سطح جوش، عمق نفوذ، منطقه تحت تاثیر حرارت و غیره را تعیین می کند. سرعت جوش بر گرمای ورودی در واحد زمان تأثیر می گذارد. اگر سرعت جوش خیلی آهسته باشد، حرارت ورودی خیلی زیاد است و در نتیجه قطعه کار می سوزد. اگر سرعت جوش خیلی سریع باشد، حرارت ورودی خیلی کم است و در نتیجه جوشکاری قطعه کار به طور جزئی و ناتمام می شود. کاهش سرعت جوش معمولاً برای بهبود نفوذ استفاده می شود.

گاز محافظ ضربه کمکی

گاز محافظ ضربه کمکی یک روش ضروری در جوشکاری لیزری با توان بالا است. از یک طرف، برای جلوگیری از پاشش مواد فلزی و آلوده کردن آینه متمرکز. از سوی دیگر، برای جلوگیری از تمرکز بیش از حد پلاسمای تولید شده در فرآیند جوشکاری و جلوگیری از رسیدن لیزر به سطح ماده است. در فرآیند جوشکاری لیزر، گازهای هلیوم، آرگون، نیتروژن و سایر گازها اغلب برای محافظت از حوضچه مذاب استفاده می شود تا از اکسید شدن قطعه کار در مهندسی جوش جلوگیری شود. عواملی مانند نوع گاز محافظ، اندازه جریان هوا و زاویه دمش تاثیر زیادی در نتایج جوش دارند و روش های مختلف دمیدن نیز تاثیر خاصی بر کیفیت جوش دارند.