برای متصل کردن فلزات، به روش‌های جوشکاری بسیار خاص و ویژه‌ای نیاز است که جوشکاری لیزری از آن نوع می‌باشد. جوشکاری لیزری می‌تواند فرایند اتصال قطعات با جنس‌های مختلف را با کیفیت و سرعت بهتری فراهم آورد.
در بسیاری از صنایع، کیفیت جوش انجام گرفته خیلی مهم است و به همین خاطر به سراغ جوشکاری لیزری می‌روند. در این نوع فرایند بین دو قطعه اتصال قوی و یکپارچه انجام می‌گیرد.
دلایلی که جوش لیزری کیفیت تولید را بهبود می‌بخشد
جوش لیزری فرایندی است که می‌تواند کیفیت تولید را بهتر کند. بسیاری از صنایع به دنبال همچین فناوری هستند. ما می‌خواهیم دلایلی که باعث می‌شود جوش لیزری کیفیت تولید بهتری داشته باشد را بررسی کنیم:
دقت بسیار بالا
جوش لیزری فرایندی است که دقت بسیار بالایی در فرایند جوشکاری دارد و می‌تواند کیفیت تولید را بهتر کند.
کنترل دقیق پارامترها
برای انجام جوشکاری لیزری اپراتور می‌تواند پارامترهای مختلفی مثل سرعت حرکت پرتو، توان لیزر و یا فاصله کانونی را با دقت بسیار بالا کنترل کند. در نتیجه جوش‌هایی که در محل ایجاد می‌شود، با ابعاد و اشکال دقیقی هستند.
حداقل ناحیه تحت تأثیر حرارت (HAZ)
هر جوشکاری لیزری، تنها ناحیه بسیار کوچکی از محل جوشکاری متمرکز می‌شود. در نتیجه ناحیه‌ای که تحت تاثیر قرار گرفته ابعاد کمتری داشته و در قسمت‌های اطراف آن تغییر شکل‌های زیادی به چشم نمی‌خورد.
جوشکاری قطعات با ضخامت کم و پیچیده
در برخی مواقع ،صنایع نیاز به جوشکاری قطعاتی دارند که ساختار پیچیده‌ای دارند و یا قطعات دارای ضخامت کم هستند. با جوشکاری لیزری می‌توان این گونه فرایندهای جوشکاری را با دقت خوبی انجام داد تا بتوان کیفیت کار را بالاتر برد.
سرعت بالا
جوشکاری لیزری سرعت کار بالایی دارد که در بسیاری از فناوری‌ها این ویژگی می‌تواند به عنوان گزینه مطلوب در نظر گرفته شود.
کاهش زمان تولید
زمانی که سرعت جوشکاری لیزری بالا باشد، می‌تواند زمان تولید را کمتر کرده و تعداد محصولات تولید شده را بالاتر ببرد.
اتصال سریع قطعات
بسیاری از صنایع سرعت فرایند کار اهمیت ویژه‌ای می‌دهند سرعت جوشکاری لیزری هم بسیار بالاسر می‌تواند نیاز بسیاری از صنایع را رفع کند
کیفیت بالای جوش
کیفیت بالای جوش خیلی مهم است، پس باید به آن توجه ویژه‌ای داشته باشیم.
جوش‌های یکپارچه و بدون عیب
جوش‌هایی که با استفاده از جوشکاری لیزری انجام می‌شوند، معمولاً تخلخلی ندارند، به صورت یکپارچه هستند و از استحکام بالایی برخوردار می‌باشند.
تکرارپذیری بالا
جوشکاری لیزری به وسیله برنامه‌ریزی‌های خاصی انجام می‌گیرد و شما می‌توانید کیفیت یکسانی از جوشکاری را بر روی قطعات مختلف انجام دهید. اگر چندین بار هم این کار را تکرار کنید، کیفیت تمامی قطعات جوشکاری شده با همدیگر برابر خواهد بود.
جوشکاری مواد مختلف
جوشکاری لیزری را می‌توان بر روی موادی با جنس‌های مختلف مثل آلیاژ‌ها، مواد فلزی و یا حتی مواد غیر فلزی انجام داد. این موضوع باعث شده که این فناوری در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده و جایگاه ویژه‌ای داشته باشد.
کاهش هزینه‌های تولید
در طی فرایند جوشکاری لیزری، میزان هزینه‌های مربوط به تولید کمتر می‌شود و بنابراین این نوع فناوری برای صنعتگران صرفه اقتصادی بیشتری دارد.
کاهش ضایعات
جوشکاری لیزری با دقت بسیار بالا و در یک ناحیه مشخص شده انجام می‌گیرد، بنابراین میزان ضایعاتی که از این فرایند تولید می‌شود بسیار کمتر است.
کاهش هزینه‌های پس از تولید
جوشکاری لیزری با کیفیت بالایی در مرحله اول انجام می‌شود و دیگر نیازی نیست که دوباره قطعه مورد نظر برای جوشکاری آماده شود. در نتیجه می‌تواند در کاهش هزینه‌های پس از تولید هم تاثیرگذار باشد.
اتصال مواد با ضخامت بسیار کم
با کمک جوش لیزری می‌توان موادی با ضخامت‌های بسیار کم را به همدیگر متصل کرد. این ویژگی جوش لیزری باعث شده که از آن در صنایع الکترونیک و میکرو الکترونیک بسیار استفاده کنند.
جوشکاری در محیط‌های خاص
برخی از روش‌های جوشکاری نیاز به محیط‌های خاصی مثل محیط‌های خلاء و یا جو کنترل شده دارد. به همین خاطر از هر نوع روش جوشکاری نمی‌توان در این محیط‌ها استفاده کرد. با کمک جوشکاری لیزری شما در هر نوع شرایط محیطی می‌توانید فرایند جوشکاری را انجام دهید.
انعطاف‌پذیری بالا
جوشکاری لیزری می‌تواند موادی با جنس‌ها و پیچیدگی‌های مختلف را به همدیگر متصل کند.
عوامل موثر بر کیفیت جوشکاری لیزری
با استفاده از جوشکاری لیزری شما می‌توانید کیفیت جوش بالایی داشته باشید. دلیل کیفیت بالای جوشکاری لیزری در چیست؟ باید در پاسخ به این سوال بگوییم که عوامل متعددی بر کیفیت جوشکاری لیزری تاثیر گذاشته‌اند.
همین موضوع باعث شده که در صنایع مختلف، جوشکاری لیزری کاربرد گسترده‌ای داشته باشد. در ادامه می‌خواهیم به مهم‌ترین عواملی که در کیفیت جوشکاری لیزری تاثیر می‌گذارند اشاره کنیم.
پارامترهای لیزر
لیزری که برای جوشکاری لیزری استفاده می‌شود، یک سری پارامترهایی دارد که تمامی آنها قابل تغییر و تنظیم هستند و هر کدام از این پارامترها عملکردهای خاص خودشان را دارند.
توان لیزر
توان لیزر می‌تواند به طور مستقیم بر سرعت جوشکاری و عمق نفوذ تاثیرگذار باشد. هر چقدر توان جوشکاری بالاتر باشد، عمق نفوذ هم بیشتر می‌شود. اما ممکن است که باعث ایجاد حفره و یا ترک در جوش شود، پس باید از این نظر احتیاط لازم را داشته باشید.
چگالی توان
چگالی توان همان مقدار انرژی لیزر در واحد سطح است. این مقدار انرژی برای تشکیل حوضچه‌های مذاب لازم است و در سرعت تبخیر هم تاثیر دارد.
طول موج لیزر
طول موج لیزر می‌تواند به میزان جذب انرژی توسط ماده تاثیر داشته باشد. شما بنا به نوع ماده‌ای که قصد جوشکاری آن را دارید، باید طول موج لیزر را انتخاب کنید.
مد کاری لیزر
مد کاری لیزر که به صورت پالسی و یا پیوسته است، تاثیر زیادی در مشخصات حرارتی فرایند و شکل‌گیری جوش می‌گذارند.
پارامترهای فرآیند
فرایند جوشکاری پارامترهای مخصوص به خود را دارد که تمامی آنها باید به طور اصولی انجام بگیرد تا کیفیت جوشکاری بیشتر شود.
سرعت جوشکاری
سرعت جوشکاری تاثیر زیادی بر عرض جوشکاری و عمق نفوذ دارد. اگر سرعت جوشکاری کم باشد، باعث می‌شود که عمق نفوذ بیشتر شود. اما اگر جوشکاری را با سرعت بیشتری انجام دهید، میزان عمق آن هم کمتر خواهد بود.
فوکوس لیزر
فاصله کانونی لیزر تا جسم مورد نظر و قطری که نقطه کانونی دارد، تماماً بر چگالی توان و حوضچه مذاب شکل گرفته تاثیر می‌گذارند.
گاز محافظ
گاز محافظ مانع از اکسید شدن حوضچه مذاب می‌شود و این می‌تواند بر کیفیت جوش و پایداری آن بیفزاید. معمولاً برای جوشکاری از گاز آرگون یا هلیوم استفاده می‌کنند. برخی مواقع به صورت ترکیبی از گاز آرگون و هلیوم هم در جوشکاری لیزری استفاده می‌شود.
نوع اتصال
نوع اتصال و نحوه قرارگیری قطعه تاثیر زیادی بر شکل جوش و توزیع حرارت خواهد گذاشت.
ضخامت ورق
نوع لیزر و سرعت جوشکاری را بر اساس ضخامت ورقات تعیین می‌کنند. هر ورق با ضخامت مختلف به نوع خاصی از لیزرها و سرعت جوشکاری نیاز دارد.
خواص مواد
- مقدار انرژی که توسط ماده جذب می‌شود، به نوع ماده و طول موج لیزر بستگی دارد.
- هدایت حرارتی ماده می‌تواند در توزیع حرارت در قطعه کار و شکل جوش تاثیر زیادی داشته باشد.
- انبساط حرارتی می‌تواند باعث ایجاد تنش‌های داخلی و ترک در فرایند جوشکاری شود.
بهبود کیفیت جوشکاری لیزری
برای آنکه جوشکاری لیزری انجام شده کیفیت بهتری داشته باشد، از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند که این روش‌ها شامل:
- با استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی و با انجام آزمایش های تجربی می‌توان پارامترهای لیزر را بهینه‌تر کرد و برای هر نوع ماده و اتصالی از لیزرهای مخصوصی استفاده نمود.
- در فرایند جوشکاری استفاده از گاز محافظ لازم و ضروری است. اینکه بتوان گاز محافظ مناسبی انتخاب کرد، باید به نوع ماده و شرایط فرایند جوشکاری توجه نمود.
- سیستم‌های فوکوس خودکار می‌توانند دقت فوکوس را بیشتر کنند، چون از طریق آنها می‌توان فاصله کانونی را به طور دقیق کنترل کرد و قطر نقطه کانونی را تعیین نمود.
- با کمک گرفتن از سیستم‌های کنترل کیفیت آنلاین شما می‌توانید در حین فرایند جوشکاری عیوب جوش را شناسایی و اصلاح کنید. این قابلیت می‌تواند نقش بسیار بالایی بر کیفیت جوش کاری لیزری داشته باشد.
نتیجه گیری
جوشکاری لیزری فرایندی است که با دقت بالا و سرعت زیاد انجام می‌گیرد تا کیفیت بهتری از فرایند جوشکاری را ارائه دهد. جوشکاری لیزری به خاطر قابلیت‌های زیادی که دارد، هزینه‌های مربوط به تولید را کمتر می‌کند. شما می‌توانید محصولات خود را در بازه زمانی کوتاه، با کیفیت بالا و با هزینه‌های کمتری تهیه کنید.
