مزایا و معایب جوش لیزری نسبت به روش های سنتی

یکی از پیشرفته‌ترین روش‌هایی که برای متصل کردن مواد فلزی و غیر فلزی استفاده می‌شود، جوشکاری لیزری است. جوشکاری لیزری به دلیل قابلیت‌ها و مزیت‌های زیادی که دارد، توانسته در صنایع مختلف تحولی شگرف ایجاد کند.

جوشکاری لیزری روشی است که با دقت و سرعت بالایی انجام شده و کیفیت جوش بسیار زیاد است. همین موضوع توجه صنعتگران زیادی را به خود جلب کرده است. به طوری که جوشکاری لیزری توانسته به سرعت جایگزین جوشکاری با روش سنتی شود.

اما در این مطلب می‌خواهیم با بررسی مزایا و معایب جوشکاری لیزری نسبت به روش‌های سنتی، این دو روش را با همدیگر مقایسه کنیم.

مزایای جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری مزیت‌های خیلی زیادی دارد که باعث شده توجه بسیاری از صنایع به سمت آن جلب شود. در ادامه به چندین مورد از این مزیت‌ها پرداخته ایم و راجع به هر کدام از آنها توضیحات تکمیلی ارائه داده‌ایم.

دقت و کیفیت بالا

اولین و مهمترین مزیت جوش لیزری داشتن دقت و کیفیت بالا است که شما می‌توانید یک فرآیند جوشکاری بسیار تمیز و با کیفیت داشته باشید. اما دلیل داشتن دقت و کیفیت بالا در جوشکاری لیزری چیست؟

پرتو لیزر متمرکز

پرتو جوش لیزری با تمرکز خیلی زیاد می‌تواند جوش‌های دقیق و کنترل شده‌ای ایجاد کند. این ویژگی از جوش لیزری باعث شده که برای جوشکاری قطعات ظریف و کوچک از آن استفاده کنند.

کنترل دقیق پارامترها

جوشکاری لیزری یک سری پارامترهایی دارد که شامل سرعت حرکت، توان لیزر، فاصله کانونی و نوع گاز محافظ است. تمامی پارامترهای جوشکاری لیزری را می‌توان به دقت بالا کنترل نمود که این موضوع باعث می‌شود کیفیت جوش انجام گرفته بالاتر رود.

تکرارپذیری بالا

جوشکاری لیزری به صورت برنامه‌ریزی شده و خودکار انجام می‌گیرد، پس امکان تکرار پذیری آن هم وجود دارد. در واقع شما می‌توانید فرآیند جوشکاری را با کیفیت یکسان ، پایدار و در تعداد انبوه انجام دهید.

ناحیه متاثر از حرارت

در فرآیند جوشکاری لیزری ناحیه‌ای که تحت تاثیر حرارت قرار می‌گیرد بسیار کوچک است. در نتیجه میزان تغییر و پسماند در قطعات هم به میزان کمتری رسیده و باعث می‌شود که کیفیت فلز پایه همچنان حفظ شود.

جوش‌های همگن و بدون عیب

معمولاً جوش‌هایی که با لیزر انجام می شوند، همگن هستند و هیچ گونه عیوبی مثل ترک خوردگی، سرباره و یا تخلخل ندارند.

قابلیت جوشکاری مواد مختلف

با کمک جوشکاری لیزری می‌توان مواد مختلفی چون آلیاژ‌ها، مواد فلزی و حتی مواد غیر فلزی را جوشکاری کرد.

جوشکاری دقیق قطعات نازک

جوشکاری لیزری روشی بسیار مناسب برای جوشکاری قطعات ظریف و نازک است و می‌توان به صورت کاملاً موضعی و کنترل شده فرآیند ذوب مواد را انجام داده و آنها را به همدیگر متصل نمود.

سرعت بالا

جوشکاری لیزری تمرکز بسیار بالای انرژی در یک نقطه کوچک است، در نتیجه مواد با سرعت بالایی ذوب شده و باعث اتصال دو قطعه به همدیگر می‌شوند. اگر بخواهیم این روش را با روش‌های سنتی مقایسه کنیم، متوجه می‌شویم که سرعت کار بسیار بالا است. دلیل این سرعت بالا در چیست؟ در ادامه به طور مفصل راجع به آنها توضیح داده‌ایم.

تمرکز بالای انرژی

پرتو لیزر ساطع شده باعث می‌شود که انرژی را در یک نقطه کوچک متمرکز کند و در نتیجه باعث می‌شود که به سرعت ماده در نقطه مد نظر ذوب شود.

سرعت حرکت پرتو

پرتوی لیزر سرعت بسیار بالایی دارد و خط جوش هم با سرعت بالا تشکیل می‌شود.

کنترل دقیق فرآیند

پارامترهای جوشکاری به راحتی قابل کنترل هستند که این موضوع باعث شده سرعت و راندمان جوشکاری هم بیشتر شود.

حرارت ورودی کم

در جوشکاری لیزری حرارتی که به قطعه کار وارد می‌شود، نسبت به روش‌های سنتی کمتر است. بابراین زمان سرد شدن بعد از جوشکاری کمتر بوده و این موضوع سرعت تولید محصولات را بالا می‌برد.

انعطاف‌پذیری بالا

• با استفاده از جوشکاری لیزری می‌توان انواع مختلفی از فلزها، پلاستیک‌ها، آلیاژها و مواد سرامیکی را به همدیگر جوش زد.
• یکی از قابلیت‌های جوشکاری لیزری امکان استفاده از آن برای قطعاتی با ضخامت‌های کم تا متوسط است.
• با کمک جوشکاری می‌توان مواد ناهمگن و یا موادی که خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی نسبت به همدیگر دارند را متصل کرد.
• برخی مواقع نیاز است مواد غیر همجنس را بتوان با کیفیت بالایی به همدیگر وصل کرد. در این صورت استفاده از جوش لیزری می‌تواند عملکرد عالی داشته باشد و همین ویژگی باعث استفاده و کاربرد گسترده آن در صنایع مختلف شده است.

کاهش هزینه‌های تولید

استفاده از جوشکاری لیزری می‌تواند هزینه‌های مربوط به تولید را تا حد زیادی کاهش دهد که این موضوع را می‌توانیم از جهات مختلف بررسی کنیم.

افزایش سرعت تولید

در فرآیند جوشکاری لیزری به خاطر سرعت بالای جوشکاری، سرعت تولیدات هم بیشتر می‌شود. این موضوع باعث کمتر شدن زمان تولید و کاهش هزینه‌های سربار تولید خواهد شد.

کاهش ضایعات

به دلیل اینکه در جوشکاری لیزری جوش‌های یکنواخت و دقیقی انجام می‌دهند، ضایعات حاصل از جوشکاری به حداقل می‌رسد. بنابراین هزینه‌های کمتری برای تهیه مواد اولیه و نیروی کار مجدد پرداخت می‌شود.

کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری

جوشکاری لیزری دارای تجهیزاتی است که هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری آن نسبت به جوشکاری سنتی کمتر است. جوشکاری لیزری اولاً دارای طراحی ساده ای بوده، ثانیاً در ساخت آن از قطعاتی با کیفیت بالاتر استفاده شده است.

کاهش هزینه‌های نیروی کار

فرآیند جوشکاری لیزری نیاز کمتری به نیروی کار ماهر و یا با تجربه دارد که این موضوع می‌تواند هزینه‌های مربوط به نیروی کار و یا خطاهای انسانی را کمتر کند.

برای آموزش کار با جوشکاری لیزری زمان کمتری صرف می‌شود، چون آموزش بسیار ساده و راحت‌تری دارد، در نتیجه هزینه مربوط به آموزش کمتر خواهد شد.

کاهش هزینه‌های انرژی

انرژی که جوشکاری لیزری مصرف می‌کند، نسبت به روش‌های سنتی خیلی کمتر است. این موضوع به دلیل تمرکز یافتن در یک نقطه کوچک می باشد که از اتلاف انرژی می‌تواند جلوگیری کند.

محیط زیست

• در فرآیند جوشکاری لیزری مقدار ماده ذوب شده خیلی کمتر است و در نتیجه ضایعاتی که از فرآیند جوشکاری تولید می‌شود خیلی کم است. در نتیجه شما زباله‌های کمتری دفع می‌کنید و فشار کمتری به محیط زیست وارد می شود.
• در طی فرآیند جوشکاری سنتی دود و گازهای مضری مثل اکسیژن‌ نیترات و ذرات معلق تولید می‌شوند. اما در فرآیند جوشکاری لیزری چون حرارت به صورت موضعی و کنترل شده است، میزان آلاینده‌های تولید شده خیلی کمتر می باشد.
• در جوشکاری سنتی معمولاً از موادی چون الکترود، گاز محافظ و سیم جوش استفاده می‌کردند. در جوشکاری لیزری نیاز کمتری به این مواد است که باعث شده کاهش هزینه‌های تولید شده و کمتر از منابع طبیعی استفاده می‌شود.
• جوشکاری لیزری با دقت بالایی انجام می‌گیرد و در قطعه کار تغییر شکل کمتری انجام می‌شود، بنابراین بازیافت قطعات جوش خورده بسیار آسان است و زباله‌های کم تری تولید می‌شود.
• جوشکاری لیزری صداهای کمتری نسبت به جوشکاری‌های سنتی تولید می‌کند و آلودگی صوتی آن خیلی کمتر است.

معایب جوشکاری لیزری

• هزینه مربوط به تهیه تجهیزات و دستگاه‌های جوشکاری لیزری خیلی بالا است.
• برای کار با دستگاه جوشکاری لیزری نیاز به اپراتورهای متخصص و آموزش دیده می باشد.
• جوشکاری لیزری برای موادی با ضخامت‌های کم تا متوسط استفاده می‌شود، اما برای موادی که ضخامت‌های بسیار زیادی دارند بهتر است که از روش‌های سنتی استفاده شود.
• پرتوی لیزر بسیار خطرناک است که اگر نکات ایمنی رعایت نشود به چشم آسیب جدی وارد می‌شود.

نتیجه گیری

جوشکاری لیزری نسبت به روش‌های سنتی مزیت‌های خیلی زیادی دارد، اما در کنار آن معایبی هم دارد. در حالت کلی ویژگی‌های مثبت این روش جوشکاری بسیار زیاد است و باعث شده که جوشکاری لیزری در بسیاری از صنایع جایگزین روش‌های سنتی گردد.

با پیشرفت روزافزون تکنولوژی انتظار می‌رود که در آینده ای نزدیک کاربرد جوشکاری لیزری خیلی بیشتر هم شود. برای جوشکاری لیزری بر اساس نوع مواد، ضخامت قطعات و دقتی که نیاز است، معمولاً از لیزرهای مختلفی استفاده می‌شود.