การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพสำหรับการเข้าร่วมวัสดุ
โดยสรุปการเชื่อมด้วยเลเซอร์ให้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูงและมีคุณภาพสูงพร้อมการบิดเบือนน้อยที่สุด
มันสามารถปรับให้เข้ากับวัสดุที่หลากหลายและสามารถปรับให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของแต่ละแอปพลิเคชัน
หนึ่งในข้อได้เปรียบที่ยอดเยี่ยมของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือความเก่งกาจ
มันสามารถใช้ในการเชื่อมไม่เพียง แต่โลหะเช่นอลูมิเนียมทองแดงและสแตนเลส แต่ยังมีวัสดุอื่น ๆ อีกด้วย
รวมถึงเทอร์โมพลาสติกแว่นตาและคอมโพสิต
สิ่งนี้ทำให้มีประโยชน์ในหลากหลายอุตสาหกรรมตั้งแต่การผลิตยานยนต์ไปจนถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแม้แต่การผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์คืออะไร? [ตอนที่ 2]
การเป็นตัวแทนของอนาคตที่ทันสมัย
การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัยที่ใช้ลำแสงเลเซอร์พลังงานสูงเพื่อเข้าร่วมวัสดุอย่างแม่นยำโดยทั่วไปโลหะโดยการละลายพวกเขาที่จุดติดต่อ
กระบวนการนี้สร้างพันธะที่แข็งแกร่งและทนทานโดยมีการเสียรูปน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิม
มันเร็วมีประสิทธิภาพและสามารถสร้างผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูง
หัวใจของการเชื่อมเลเซอร์
หัวใจของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือลำแสงเลเซอร์ซึ่งสร้างความร้อนอันยิ่งใหญ่
เมื่อเลเซอร์มุ่งเน้นไปที่พื้นผิวโลหะมันจะละลายวัสดุทำให้เกิดสระหลอมเหลวขนาดเล็ก
สระว่ายน้ำนี้แข็งตัวอย่างรวดเร็วมักจะอยู่ภายในมิลลิวินาทีเมื่อเลเซอร์เคลื่อนที่ออกไปทำให้เกิดการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งระหว่างชิ้นส่วน
กระบวนการนี้ได้รับการควบคุมอย่างมากซึ่งหมายความว่าเฉพาะพื้นที่ที่ถูกเชื่อมเท่านั้นที่ได้รับผลกระทบทำให้ส่วนที่เหลือของวัสดุไม่ได้รับผลกระทบ
ทำความเข้าใจการเชื่อมด้วยเลเซอร์
วิธีง่ายๆในการทำความเข้าใจการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือการคิดเกี่ยวกับแว่นขยายที่เน้นรังสีของดวงอาทิตย์ไปยังจุดเล็ก ๆ
เช่นเดียวกับแสงที่โฟกัสสามารถละลายกระดาษได้ลำแสงเลเซอร์จะโฟกัสพลังงานที่รุนแรงไปยังพื้นผิวโลหะ
ทำให้มันละลายและในบางกรณีแม้แต่ไอ
ความหนาแน่นพลังงานของการเชื่อมลำแสงเลเซอร์
พลังของเลเซอร์ถูกวัดในแง่ของความหนาแน่นพลังงาน
ซึ่งสูงอย่างไม่น่าเชื่อ - กู้เงินหลายล้านวัตต์ต่อตารางเซนติเมตร
ยิ่งพลังของเลเซอร์มากเท่าไหร่กระบวนการเชื่อมก็เร็วขึ้นและความร้อนที่ลึกขึ้นสามารถเจาะวัสดุได้
อย่างไรก็ตามพลังงานเลเซอร์ที่สูงขึ้นยังช่วยเพิ่มค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์
ทำให้เป็นปัจจัยสำคัญเมื่อพิจารณาค่าใช้จ่ายโดยรวมของเครื่อง
ใหม่สำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมด้วยเลเซอร์มือถือ?
เราสามารถช่วยได้!
ทำไมไฟเบอร์เลเซอร์จึงดีที่สุดสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์?
การอธิบายเลเซอร์ทั่วไปบางชนิดในการเชื่อมด้วยเลเซอร์
เลเซอร์แต่ละประเภทมีจุดแข็งและจุดอ่อนทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันในการเชื่อมด้วยเลเซอร์
เลเซอร์ไฟเบอร์มีความหลากหลายและมีประสิทธิภาพมากที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมโลหะ
ในขณะที่เลเซอร์ CO2 มีประโยชน์สำหรับชิ้นงานแบบวงกลม แต่ต้องการการบำรุงรักษามากขึ้น
ND: เลเซอร์ YAG เหมาะสำหรับงานเฉพาะเช่นการซ่อมแซมแม่พิมพ์ แต่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำและค่าบำรุงรักษาสูงสามารถ จำกัด ได้
ในที่สุดเลเซอร์ไดโอดให้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่ยอดเยี่ยม แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าเมื่อต้องการความแม่นยำสูง
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์: ได้รับความนิยมมากที่สุดและพิสูจน์แล้ว
ไฟเบอร์เลเซอร์ปัจจุบันเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมและได้รับการพิสูจน์มากที่สุดสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์
พวกเขาเป็นที่รู้จักในเรื่องประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงประมาณ 30%
ซึ่งช่วยในการจัดการความร้อนที่ดีขึ้นและต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลง
ความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาโดยเลเซอร์ไฟเบอร์นั้นถูกดูดซับอย่างดีโดยโลหะส่วนใหญ่
ทำให้มีประสิทธิภาพสูงสำหรับงานเชื่อมที่หลากหลาย
หนึ่งในข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของเลเซอร์ไฟเบอร์คือความสามารถในการสร้างและแนะนำลำแสงเลเซอร์ผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสง
สิ่งนี้ช่วยให้คุณภาพของลำแสงสูงเพิ่มความแม่นยำและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นซึ่งส่งผลให้เกิดความลึกการเจาะที่ดีเมื่อเชื่อม
นอกจากนี้เลเซอร์ไฟเบอร์ยังมีการใช้วัสดุสิ้นเปลืองน้อยที่สุดลดต้นทุนการบำรุงรักษาและความซับซ้อน
พวกเขายังสามารถรวมเข้ากับหุ่นยนต์หรือเครื่องซีเอ็นซีได้อย่างง่ายดายทำให้พวกเขามีความหลากหลายในการตั้งค่าอุตสาหกรรม
ประโยชน์อีกประการหนึ่งคือแทบจะไม่มีการ จำกัด พลังของเลเซอร์ไฟเบอร์ทำให้สามารถเชื่อมประสิทธิภาพสูงได้แม้บนวัสดุที่มีความหนา
เลเซอร์ CO2: เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันบางอย่าง
เลเซอร์ CO2 เป็นเลเซอร์ประเภทแรกที่ใช้สำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์อุตสาหกรรมและยังคงใช้ในแอปพลิเคชันบางอย่าง
เลเซอร์เหล่านี้ปล่อยลำแสงเลเซอร์ที่ใช้แก๊สซึ่งไม่สามารถชี้นำผ่านแสงไฟเบอร์
ซึ่งส่งผลให้คุณภาพของลำแสงลดลงเมื่อเทียบกับเลเซอร์ไฟเบอร์
สิ่งนี้ทำให้พวกเขามีความแม่นยำน้อยลงสำหรับแอปพลิเคชันการเชื่อม
โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ CO2 จะใช้สำหรับการเชื่อมแบบวงกลมเพราะเลเซอร์สามารถแก้ไขได้ในตำแหน่งในขณะที่ชิ้นงานหมุน
อย่างไรก็ตามพวกเขาต้องการการบำรุงรักษามากขึ้นเนื่องจากความต้องการบ่อยครั้งสำหรับวัสดุสิ้นเปลืองเช่นกระจกและก๊าซ
ด้วยประสิทธิภาพการใช้พลังงานเฉลี่ยประมาณ 20%เลเซอร์ CO2 ไม่ประหยัดพลังงานเท่ากับเลเซอร์ไฟเบอร์
ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานสูงขึ้น
ND: YAG Laser: พิสูจน์แล้วด้วยข้อ จำกัด
ND: Yag (Neodymium-doped yttrium garnet garnet) เลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่พิสูจน์แล้วในการเชื่อมเลเซอร์
แต่พวกเขามาพร้อมกับข้อ จำกัด บางอย่าง
พวกเขามีประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำโดยทั่วไปประมาณ 5%
ซึ่งนำไปสู่ปัญหาการจัดการความร้อนและต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้น
หนึ่งในจุดแข็งของเลเซอร์ ND: YAG คือความสามารถในการชี้นำลำแสงเลเซอร์โดยใช้ไฟเบอร์ออปติกซึ่งปรับปรุงคุณภาพของลำแสง
อย่างไรก็ตามมันยังคงเป็นเรื่องยากที่จะมุ่งเน้นลำแสงเลเซอร์ในจุดเล็ก ๆ จำกัด ความแม่นยำในแอปพลิเคชันบางอย่าง
ND: เลเซอร์ YAG มักใช้สำหรับงานเฉพาะเช่นการซ่อมแซมแม่พิมพ์ซึ่งเป็นที่ยอมรับได้มากขึ้น
พวกเขายังมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสูงเช่นวัสดุสิ้นเปลืองเช่นกระจกและหลอดไฟจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นประจำ
เลเซอร์ไดโอด: ยากที่จะโฟกัสเนื่องจากคุณภาพของลำแสงที่ไม่ดี
เลเซอร์ไดโอดกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง (ประมาณ 40%)
ประสิทธิภาพสูงนี้นำไปสู่การจัดการความร้อนที่ดีขึ้นและต้นทุนการดำเนินงานที่ลดลงเมื่อเทียบกับเลเซอร์ประเภทอื่น ๆ
อย่างไรก็ตามหนึ่งในข้อเสียที่สำคัญของเลเซอร์ไดโอดคือคุณภาพของลำแสงของพวกเขาแย่มาก
ซึ่งทำให้ยากที่จะโฟกัสเลเซอร์ในจุดเล็ก ๆ
สิ่งนี้ จำกัด ความแม่นยำของพวกเขาในแอปพลิเคชันการเชื่อมบางอย่าง
อย่างไรก็ตามเรื่องนี้เลเซอร์ไดโอดยังคงมีประโยชน์สำหรับวัสดุบางชนิดโดยเฉพาะพลาสติกและสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันเหล่านั้น
ต้องการเริ่มต้นด้วยเครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์มือถือหรือไม่?
การนำไฟฟ้าและการเชื่อมด้วยความสำคัญเลเซอร์
ทำความเข้าใจเทคนิคการเชื่อมทั่วไป
การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: การเชื่อมการนำและการเชื่อมรูกุญแจ
กระบวนการทั้งสองนี้แตกต่างกันในวิธีที่เลเซอร์โต้ตอบกับวัสดุและผลลัพธ์ที่พวกเขาผลิต
ความแตกต่างที่สำคัญ
คุณภาพการเชื่อม
โดยทั่วไปแล้วการเชื่อมการนำจะให้ผลลัพธ์ที่สะอาดขึ้นโดยมีความกระเพื่อมน้อยลงและมีข้อบกพร่องน้อยลงในขณะที่การเชื่อมรูกุญแจอาจทำให้เกิดความขุ่นมัวมากขึ้นพรุนและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนที่ใหญ่ขึ้น
การกระจายความร้อนเชื่อม
การเชื่อมการนำไฟฟ้ากระจายความร้อนอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทางในขณะที่การเชื่อมรูกุญแจมุ่งเน้นความร้อนในทิศทางที่แคบกว่าตั้งฉากมากขึ้นนำไปสู่การเจาะลึก
ความเร็วในการเชื่อม
การเชื่อมรูกุญแจนั้นเร็วขึ้นทำให้เหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณมากในขณะที่การเชื่อมการนำจะช้าลง แต่ให้ความแม่นยำมากขึ้น
การเชื่อมการนำ
การเชื่อมการนำเป็นกระบวนการที่อ่อนโยนและช้าลง ในวิธีนี้ลำแสงเลเซอร์จะละลายพื้นผิวของโลหะ
ทำให้โลหะถึงอุณหภูมิฟิวชั่น (จุดที่มันเปลี่ยนเป็นของเหลว)
แต่ไม่ไปไกลกว่านั้นไปจนถึงอุณหภูมิของไอ (ซึ่งโลหะจะเปลี่ยนเป็นก๊าซ)
ความร้อนมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งวัสดุซึ่งหมายความว่าการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นในทุกทิศทางภายในโลหะ
เนื่องจากการเชื่อมการนำจะละลายวัสดุค่อยๆมากขึ้นจึงให้ผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูงขึ้น
ซึ่งรวมถึงการกระเซ็นน้อยที่สุด (หยดน้ำขนาดเล็กของวัสดุหลอมเหลวที่สามารถหลบหนีได้ในระหว่างการเชื่อม) และควันต่ำทำให้กระบวนการสะอาดขึ้น
อย่างไรก็ตามเนื่องจากช้ากว่าการเชื่อมการนำไฟฟ้าจึงใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการข้อต่อที่แม่นยำและคุณภาพสูงมากกว่าความเร็ว
การเชื่อมรูกุญแจ
ในทางกลับกันการเชื่อมรูกุญแจนั้นเป็นกระบวนการที่เร็วและก้าวร้าวมากขึ้น
ในวิธีนี้ลำแสงเลเซอร์จะละลายและระเหยเป็นโลหะสร้างรูเล็ก ๆ หรือรูกุญแจในวัสดุ
ความร้อนที่รุนแรงของเลเซอร์ทำให้โลหะถึงอุณหภูมิฟิวชั่นและอุณหภูมิไอ
ด้วยสระว่ายน้ำที่หลอมเหลวบางส่วนเปลี่ยนเป็นก๊าซ
เนื่องจากวัสดุถูกระเหยกลายเป็นไอความร้อนจะถูกถ่ายโอนตั้งฉากกับลำแสงเลเซอร์มากขึ้นทำให้เกิดสระเชื่อมที่ลึกและแคบกว่า
กระบวนการนี้เร็วกว่าการเชื่อมการนำไฟฟ้าทำให้เหมาะสำหรับสายการผลิตที่มีปริมาณมาก
อย่างไรก็ตามความร้อนที่รวดเร็วและรุนแรงอาจทำให้เกิดการกระเซ็นและการหลอมละลายอย่างรวดเร็วยังสามารถนำไปสู่ความพรุน (ฟองก๊าซขนาดเล็กที่ติดอยู่ภายในรอยเชื่อม)
และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดใหญ่ (HAZ) (พื้นที่โดยรอบเชื่อมที่เปลี่ยนแปลงด้วยความร้อน)
ต้องการทราบว่าเทคนิคการเชื่อมที่เหมาะสมแบบไหน
สำหรับแอปพลิเคชันและธุรกิจของคุณ?
จากวิดีโอที่มีส่วนร่วมไปจนถึงบทความที่ให้ข้อมูล
การเชื่อม TIG กับ การเชื่อมด้วยเลเซอร์: อันไหนดีกว่ากัน?
เวลาโพสต์: ธ.ค. 25-2024