جوشکاری لیزری یک فرآیند غیرتماسی است که با استفاده از یک پرتوی لیزری، قطعات فلزی را می‌توان سرهم کرد.
این نوع جوشکاری مناسب کاربردهایی است که نیازمند سرعت بالا و همچنین جوشکاری ظریف با انحراف دمایی پایین هستند.
سرعت این فرآیند و همچنین توانایی کنترل کیفیت جوشکاری در این عملیات و سطح بالای عملکرد خودکار آن، باعث شده که جوشکاری لیزری روش رایجی در بخش‌های بسیاری از صنعت شود، همچون صنعت پزشکی، الکترونیک، تولید ابزار و خودروسازی.
چرا یک دستگاه جوشکاری لیزری تهیه کنیم؟
دستگاه‌های جوشکاری لیزری، مزایای بسیاری دارند:
بسیار سریع هستند:
- لیزر باعث می‌شود که فلز با سرعتی بسیار بالا داغ شود و همزمان خطر دفرمه شدن را محدود می‌کند.
- این تکنولوژی به خصوص برای جوشکاری تعداد زیادی صفحات فلزی مناسب و موثر است و در نتیجه در صنعت خودروسازی به شکل گسترده، مورد استفاده است.
همچنین این دستگاه‌ها به شدت دقیق هستند:
- با این دستگاه‌ها می‌توان جوشکاری را در محل، بسیار دقیق و تمیز انجام داد، به نحوی که تقریبا نامرئی باشد و دیده نشود.
- به ویژه برای جوشکاری قطعات کوچک مناسب هستند.
- این نوع جوشکاری در صنایع دندانپزشکی و زیورآلات و جواهرات، محبوب است چون از نظر زیبایی و ظاهری، بهترین جوشکاری ممکن را فراهم می‌آورد.
- همچنین می‌توان پرتو لیزری را به چندین پرتو تقسیم کرد تا صحت و دقت جوشکاری را حتی بالاتر ببرد.
می‌توان برای متریال‌های و اشکال مختلف قطعات از آن‌ها استفاده کرد:
- عموما از دستگاه‌های جوشکاری لیزری برای جوشکاری قطعات فلزی، همچون فلزهای دیرگداز استفاده می‌شود.
- همچنین می‌توان با این دستگاه‌ها قطعات غیرفلزی را هم جوشکاری کرد، همچون پرسلان (فرآورده‌های سرامیکی) و شیشه.
- می‌توانید با این دستگاه‌ها، قطعات را به اشکال مختلف جوشکاری کنید.
دستگاه‌های جوشکاری لیزری، دچار استهلاک نمی‌شوند:
- دستگاه‌های جوشکاری لیزری بدون تماس کار می‌کنند، پس دستگاه دچار استهلاک نمی‌شود.
- همچنین نیازی به تعویض ابزار یا الکترودها وجود ندارد، که از نظر کاهش پسماند، یک مزیت به حساب می‌آید.
می‌توان به این دستگاه‌ها به شکل دیجیتال دستور داد:
- الان این امکان وجود دارد که کیفیت جوشکاری را در زمان انجام جوشکاری، از طریق کامپیوتر کنترل کرد.
- سطح بالای اتوماسیون که در این فرآیند ممکن می‌شود، همچنین این امکان را ایجاد می‌کند که هر مشکل کیفی را شناسایی و حل کرد.
البته باید ذکر کرد که دستگاه‌های جوشکاری لیزری، معایبی نیز دارند:
- هزینه‌ی نصب تجهیزات لیزری هنوز هم بالاست.
- این تکنولوژی نیازمند دقت بالای مونتاژ در هنگام پردازش است تا از انحراف پرتو لیزر روی دیگر قطعات، جلوگیری شود.
- جوش لیزری ظریف‌تر از جوش انجام شده با پرتو الکترونی است، در نتیجه این فرآیند برای جوشکاری فلزات به شدت بازتابنده مناسب نیست.
مزایای دستگاه جوشکاری لیزری:
٭ سرعت
٭ دقت
٭ انعطاف‌پذیری
٭ ماندگاری
٭ اتوماسیون
بیشتر بخوانید: انتخاب سنسور سطح مناسب
بیشتر بخوانید: انتخاب کلاه ایمنی مناسب
بیشتر بخوانید: راهنمای انتخاب چرخ صنعتی (Caster)
لیزری پالسی یا پیوسته؟
می‌توانید یکی از دو نوع لیزر را برای دستگاه جوشکاری لیزری خود انتخاب کنید:
لیزر پالسی (لیزر تپی) یا لیزر پیوسته. این که کدام یک را انتخاب کنید، به ضخامت متریالی که می‌خواهید آن را جوشکاری کنید بستگی دارد.
لیزر پالسی:
- مناسب فلزات سبک و نازک است.
- از دفرمه شدن و ذوب شدن فلزات جلوگیری می‌کند.
- عموما از این نوع لیزر برای جوشکاری ورق فلزی، تیغ ریش تراش، اتصالات زنجیر جواهرات طلا و ضربان‌سازهای تیتانیومی استفاده می‌شود.
لیزر پیوسته:
- برای جوشکاری قطعات ضخیم پیشنهاد می‌شود.
- به ویژه برای فلزات بازتابنده موثر است.
- اگر از این لیزر روی فلز یا قطعه‌ای استفاده کنید که بیش از حد نازک است، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود. در چنین حالتی ممکن است لیزر، به قطعه آسیب بزند، آن را دفرمه کرده و یا ذوب کند.
- لیزر پیوسته از لیزر پالسی قیمت بالاتری دارد، اما هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.
چطور منبع پرتو لیزر را انتخاب کنیم؟
سه نوع منبع وجود دارد: لیزر فیبری، لیزر کربن دی‌اکسید و لیزر Nd:YAG.
انتخاب منبع به نوع لیزری که انتخاب کرده‌اید (پالسی یا پیوسته) بستگی دارد.
لیزر فیبری:
- این تکنولوژی برای پرتوهای تیز و نازک استفاده می‌شود و می‌توان کار را به شکل نافذ و پیوسته پیش برد.
- همچون لیزر کربن دی‌اکسید، لیزر فیبری می‌تواند با سرعت و بهره‌وری عالی، ورقه‌های ضخیم را بشکافد.
- بهره‌گیری از لیزر فیبری در یک دستگاه از نظر راحتی استفاده و نگهداری و تعمیر، نسبت به دیگر انواع لیزرها، ساده‌تر است.
- بهره‌وری متوسط این لیزر ۲۵ درصد است.
لیزر کربن دی‌اکسید:
- این تکنولوژی از یک ترکیب گازی بهره می‌گیرد، ترکیبی از کربن دی‌اکسید، هلیوم و نیتروژن که به شکل الکتریکی برانگیخته شده و برای فعالیت پیوسته، بهینه‌سازی شده است.
- همچون لیزر فیبری، لیزر کربن دی‌اکسید می‌تواند با سرعت و بهره‌وری عالی، ورقه‌های ضخیم را بشکافد.
- نسبت به لیزر فیبری، در نفوذ به قطعات ضخیم فولادی، عملکرد بهتری دارد در نتیجه استفاده از آن رایج‌تر است.
- انعطاف‌پذیری بالاتری دارد و در مقایسه با لیزر فیبری، می‌تواند به متریال‌های ضخیم‌تر و سبک‌تر نفوذ کند.
- بهره‌وری متوسط این لیزر ۷ درصد برای ۸۰۰۰ W است.
لیزر: Nd YAG
- این لیزر امکان کنترل موثر قدرت، مدت و شکل پالس‌های لیزر را فراهم می‌سازد.
- برای حالت پالسی، بهینه‌سازی شده است.
- پالس‌هایی با طول موج‌هایی بسیار متفاوت منتشر می‌کند که همه به هدف خود نمی‌رسند و در قالب گرما، پراکنده می‌شوند.
- این نوع لیزر، بهره‌وری انرژی کمتری (۳ تا ۴ درصد بهره‌وری) نسبت به لیزرهای کربن دی‌اکسید (۷ تا ۱۰ درصد) و لیزرهای فیبری (۲۵ تا ۳۰ درصد) دارد.
چه پارامترهایی را باید بررسی کنیم؟
قبل از استفاده از دستگاه جوشکاری لیزری خود، باید چندین پارامتر را بررسی و تایید کنید. در ادامه، چند اقدام احتیاطی رایج را معرفی می‌کنیم که با انجام آن‌ها، اطمینان حاصل می‌کنید که عملیات جوشکاری شما با موفقیت انجام خواهد شد.
تنظیم انرژی
مهم است که انرژی را به شکل مناسب تنظیم کنید تا برق و قدرت را برای فرآیند، سازگار کنید.
به این شکل، از هدررفت انرژی جلوگیری می‌شود.
اطمینان حاصل کنید که قطر پرتوی صحیح را انتخاب کرده‌اید.
قطر بر روی عملکرد جوشکاری تاثیر می‌گذارد.
ما توصیه می‌کنیم که پرتوی لیزری با قطر بین ۰٫۲ تا ۲ میلی‌متر انتخاب کنید.
فرکانس‌های پالس را بررسی کنید.
اگر فرکانس‌های پالس بیش از حد زیاد باشد، انرژی پالس‌ها بیش از حد کم خواهد بود و در نتیجه بهره‌وری یا موثر بودن جوشکاری کاهش پیدا می‌کند.
بر شکل‌موج پالس‌های لیزر نظارت کنید.
ما توصیه می‌کنیم که متناسب با فلزی که می‌خواهید آن را جوشکاری کنید، شکل‌موج را تغییر دهید.
اگر از یک شکل‌موج ناکافی استفاده کنید، ۶۰ تا ۹۸ درصد از انرژی لیزر هدر می‌شود و عملیات جوشکاری شما موفقیت‌آمیز نخواهد بود.
باید چه نوع پیکربندی را برای دستگاه جوشکاری خودم انتخاب کنم؟
سه نوع پیکربندی برای دستگاه جوشکاری وجود دارد:
- پیکربندی دستی.
- پیکربندی نیمه‌اتوماتیک.
- پیکربندی اتوماتیک.
انتخاب پیکربندی به این موارد بستگی دارد:
- تولید شما (مقیاس کوچک یا بزرگ؟)
- می‌خواهید ایستگاه کاری خود را به چه شکلی چیدمان کنید.
دستگاه جوشکاری لیزری دستی Rofin Laser Micro
دستگاه‌های جوشکاری دستی
- نسبت به دستگاه‌های اتوماتیک و نیمه‌اتوماتیک، جمع و جورتر هستند و فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
- درهای دستی یا اتوماتیک دارند.
- اپراتور مسئول انتخاب ترتیب قطعاتی است که جوشکاری می‌شوند.
- این دستگاه‌ها مناسب تولید در مقیاس کوچک هستند.
دستگاه جوشکاری لیزر نیمه اتوماتیک GEM Laser
دستگاه‌های جوشکاری لیزر نیمه اتوماتیک
- بزرگ‌تر از دستگاه‌های جوشکاری دستی هستند.
- مجهز به صفحه گردان هستند.
- این دستگاه‌ها برای تولید در مقیاس متوسط یا بزرگ ایده‌آل هستند.
دستگاه جوشکاری لیزر اتوماتیک Foshan Beyond Laser Technology
دستگاه‌های جوشکاری لیزر اتوماتیک
- دستگاه‌های اتوماتیک، از همه بزرگ‌تر هستند.
- این دستگاه‌ها، رباتی هستند و به شکل خودکار، محل قرارگیری قطعه زیر منبع لیزر را مدیریت می‌کنند.
- نیاز به مداخله‌ی نیروی انسانی کم شده است، در نتیجه اپراتور فعالیت کمتری دارد.
- این دستگاه‌ها برای تولید در مقیاس بالا مناسب هستند.
- باعث افزایش بهره‌وری و سرعت تولید می‌شوند.
- وجود ایستگاه بارگیری و تخلیه‌ی خودکار، از زمان downtime می‌کاهد.
- از طرف دیگر، این دستگاه‌های اتوماتیک، بسیار قیمت بالاتری دارند.
بیشتر بخوانید: انتخاب فیلتر هوای فشرده مناسب
بیشتر بخوانید: راهنمای انتخاب سنسور موقعیت سنج (نقد و بررسی کامل)
