دستگاه جوش لیزری صنعتی از ابزارهای بسیار پیشرفته‌ای است که از آن برای اتصال مواد مختلف استفاده می‌کنند. پرتو لیزر متمرکز می‌تواند حرارت بسیار بالایی ایجاد کند که در نتیجه مواد را ذوب کرده و باعث اتصال آنها می‌شود.
دستگاه جوش لیزری صنعتی از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام از آنها نقش مهمی ایفا می‌کنند. در ادامه می‌خواهیم با بررسی دقیق‌تر این اجزا شما را بیشتر با آنها آشنا کنیم، پس لطفاً ما را تا انتهای مطلب همراهی بفرمایید.
اجزای اصلی دستگاه جوش لیزری صنعتی
همانطور که می‌دانید، دستگاه جوش لیزری صنعتی برای آنکه کار خود را به خوبی انجام دهد، از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده است. هر کدام از این اجزا باید از کیفیت خوبی برخوردار بوده و ساختار مناسبی داشته باشند تا بتوانند کار خودشان را به درستی انجام دهند. اما این اجزا کدام‌ها هستند.
منبع تغذیه (پاور ساپلای)
یکی از اجزای دستگاه لیزر صنعتی منبع تغذیه است. این قسمت از دستگاه وظیفه دارد تا انرژی الکتریکی لازم برای دستگاه را تامین کند. انرژی الکتریکی تامین شده برای عملکرد بهتر دستگاه لازم و ضروری است. منبع تغذیه انرژی الکتریکی را به انرژی لیزری تبدیل می‌کند. منبع تغذیه در انواع مختلفی مثل دیودی، فیبری وCO2 وجود دارد.
ژنراتور لیزر
ژنراتور لیزر را به عنوان قلب دستگاه جوش لیزری می‌توان معرفی کرد. ژنراتور لیزر در واقع نقش تولید پرتو لیزر را به عهده دارد. این قسمت با استفاده از یک محیط فعال و پمپاژ انرژی، می‌تواند پرتو لیزر را تولید کند.
ژنراتور لیزر در انواع مختلفی است که پرتوهای لیزری با توان‌های مختلف تولید می‌کند که هر کدام از آنها برای زمینه‌های خاصی کاربرد دارند.
سیستم خنک‌کننده
برای آنکه ژنراتور لیزر و سایر اجزای دستگاه در هنگام کار کردن سیستم گرم نشوند، به یک سیستم خنک کننده نیاز دارند.
سیستم خنک کننده از بالا رفتن دمای دستگاه جلوگیری کرده و مانع از آسیب رساندن به قسمت‌های دیگر دستگاه می‌شود. سیستم خنک کننده معمولاً برای خنک کاری از آب یا هوا استفاده می‌کند.
سیستم هدایت پرتو
سیستم هدایت پرتو وظیفه دارد پرتو لیزر تولید شده را به سمت قطعه کار هدایت کند. سیستم هدایت پرتو شامل لنزها، آینه‌ها و سایر اجزای اپتیکی است. میزان دقت و کیفیت جوش به عملکرد سیستم هدایت پرتو بستگی دارد.
هد اپتیکی
دستگاه‌های لیزری اجزای بسیار مختلفی دارند، اما یکی از اجزای حساس این دستگاه‌ها هد اپتیکی است. هد اپتیکی در انواع دستگاه‌های جوش لیزری مخصوصاً دستگاه‌های برش و حکاکی بسیار دیده می‌شود. هد اپتیکی وظیفه دارد پرتو لیزری که تولید شده را به طور دقیق و متمرکز به سطح مد نظر هدایت کند. هد اپتیکی مثل یک چشم برای دستگاه لیزری عمل می‌کند تا بتواند فرآیند برش جوشکاری و یا حکاکی را با دقت بالایی انجام دهد.
هد جوش
هد جوش بخشی از سیستم است که پرتو لیزر را به سطح قطعه کار متمرکز می‌کند. این قسمت از دستگاه خود شامل لنز نازل و سایر اجزای اپتیکی است. با کمک هد جوش می‌توان نقطه کانونی، شدت پرتو لیزر و فاصله کانونی لنز را تعیین کرد.
سیستم کنترل عددی (CNC)
سیستم کنترل عددی وظیفه دارد که میزان حرکت هد جوش و سایر پارامترهای مربوط به جوشکاری را کنترل کند. با استفاده از نرم‌افزارهای CAD/CAM مسیر حرکت هد جوش را برنامه‌ریزی می‌کنند. سیستم کنترل عددی میزان دقت و تکرار پذیری جوش را افزایش می‌دهد و شما می‌توانید جوشکاری یکسان در قطعات مختلف و با همان کیفیت انجام دهید.
کنترلرها و نرم‌افزارها
اجزای دیگری که در ساخت دستگاه‌های جوش لیزری استفاده می‌شود، کنترلرها و نرم‌افزارها است. هدایت دستگاه جوش لیزری با کمک این اجزا انجام می‌گیرد. کنترلرها و نرم‌افزارها می‌توانند به طور دقیق پارامترهای جوشکاری را تنظیم کرده و فرآیند جوشکاری را هدایت کنند. در نتیجه می‌توان جوش با کیفیتی داشت و محصولات تولیدی بی‌نظیر خواهند بود.
تجهیزات ایمنی
جوشکاری لیزری جز کارآمدترین و دقیق‌ترین روش‌هایی است که برای اتصال مواد استفاده می‌کنند. به خاطر اینکه پرتوهای لیزر انرژی بالایی دارند، برای سلامتی و ایمنی اپراتورها خطراتی به همراه خواهند داشت. پس اپراتورها و محیطی که دستگاه لیزر در آن قرار گرفته، باید از تجهیزات ایمنی استفاده کنند تا در برابر این آسیب‌های جدی محافظت شوند.
عمده‌ترین تجهیزات ایمنی که در هنگام کار با دستگاه‌های جوش لیزری می‌توانیم استفاده کنیم، شامل:
- استفاده از سیستم تهویه مناسب همچون هودهای تخلیه
- کپسول آتش نشانی، فیلترهای هوا، کفش ایمنی و پرده‌های محافظ
- استفاده از عینک مخصوص تا بتواند چشم‌ها را در برابر لیزر محافظت کند.
- استفاده از ماسک محافظ که بتواند علاوه بر چشم‌ها صورت را در برابر اشعه ماورا بنفش محافظت کند.
- استفاده از لباس محافظ از جمله لباس‌های مخصوص دستکش و پیشبند است که کل بدن را در برابر آسیب‌ها مصور نگه دارد.
گازهای محافظ
در جوشکاری لیزری، گازهای محافظ نقش بسیار مهمی بر عهده دارند. این گازها مثل سپری عمل می‌کنند که قطعه را در برابر عوامل خارجی مثل رطوبت، اکسیژن و نیتروژن محافظت می‌کنند. گاز محافظ باعث محافظت استخر مذاب از اکسیداسیون و آلودگی می‌شود.
مزایای استفاده از دستگاه جوش لیزری صنعتی
- دستگاه‌های جوش لیزری صنعتی می‌توانند جوش‌هایی با دقت و کیفیت بالا داشته باشند که میزان تغییر شکل آنها بسیار کمتر است.
- جوش لیزری نسبت به روش‌های سنتی، روش کار بسیار سریع‌تری دارد.
- شما با جوشکاری لیزری می‌توانید مواد مختلف را با ضخامت‌های مختلف جوشکاری کنید و این شیوه انعطاف پذیری بالایی دارد.
- جوشکاری‌های انجام شده تخلخل بسیار کمتری دارند و میزان عیوب ناشی از جوش در این روش بسیار کمتر است.
- شما با کمک جوشکاری لیزری می‌توانید موادی با جنس‌های مختلف و یا یکسان را به راحتی به همدیگر وصل کنید.
- میزان مصرف انرژی در جوشکاری لیزری نسبت به روش‌های سنتی بسیار کمتر است و این برای شما صرفه اقتصادی دارد.
- دود و آلودگی تولید شده توسط جوشکاری لیزری نسبت به جوشکاری‌های سنتی بسیار کمتر است.
کاربردهای دستگاه جوش لیزری صنعتی
- در صنعت خودروسازی از دستگاه جوش لیزر صنعتی برای جوشکاری بدنه خودرو، قطعات موتورها و شاسی‌ها استفاده می‌کنند. در صنعت هوافضا برای جوشکاری قطعات حساس و با دقت بالا استفاده می‌شود.
- در صنعت الکترونیک از جوشکاری لیزری برای جوش زدن قطعات ظریف و بسیار کوچک استفاده می‌شود.
- در صنعت پزشکی از جوشکاری لیزری برای ساخت ابزارهای جراحی و ایمپلنت‌ها استفاده می‌کنند.
- جوشکاری لیزری در صنعت جواهرسازی و قالب سازی برای ساختن جواهرات کوچک و قالب‌های دقیق هم کاربرد زیادی دارد.
همانطور که متوجه شدید، دستگاه جوش لیزری انواع مختلفی دارد و بر اساس نوع مواد مورد جوشکاری، دقت مورد نیاز، ضخامت مواد، حجم تولید و بودجه تقسیم بندی می‌شود. برای انتخاب یک نوع دستگاه جوشکاری باید این موارد را در نظر بگیرید.
انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری
جوشکاری لیزری از دقیق‌ترین و کارآمدترین روش‌ها برای متصل کردن مواد مختلف است. در فرآیند جوشکاری لیزری از لیزرهای مختلفی استفاده می‌شود. انتخاب نوع لیزر به ضخامت قطعه، نوع ماده، کیفیت جوش و سرعت جوشکاری بستگی دارد. حال می‌خواهیم با انواع لیزرهایی که در جوشکاری استفاده می‌شوند آشنا شویم.
لیزرهای جامد
لیزرهای جامد جز متداول‌ترین لیزرهایی هستند که در جوشکاری از آنها استفاده می‌کنند. این لیزرها در دو نوع زیر هستند:
لیزرهای بلوری
این لیزرها از یک بلور یاقوت مصنوعی تشکیل شده‌اند که با یون‌های نئودیمیوم آلاینده شده است. این لیزرها توان بسیار بالایی دارند و می‌توانند پالس‌های کوتاهی را تولید کنند، به همین خاطر برای جوشکاری کردن قطعاتی که ضخامت بالایی دارند و یا سختی آنها زیاد است، مناسب می باشند.
لیزرهای دیسکی
لیزرهای دیسکی از یک دیسک نازک به عنوان محیط تقویت کننده استفاده می‌کنند. این نوع لیزرها توان بسیار بالایی دارند، عمر استفاده از آنها طولانی است و کیفیت پرتو تولیدی آنها بسیار زیاد می باشد. معمولاً لیزرهای دیسکی در جوشکاری‌هایی که به سرعت بالا و کیفیت بالا نیاز است، بسیار مناسب می‌باشند.
لیزرهای گازی
لیزرهای گازی و یا لیزرهای CO2به عنوان مخلوطی از گازهای کربن دی اکسید، هلیوم و نیتروژن هستند. این لیزرها دارای طول موج‌های بلندی می باشند و از آنها می‌توان برای جوشکاری مواد غیر فلزی و یا مواد فلزی با ضخامت کم استفاده کرد.
لیزرهای فیبری
لیزرهای فیبری از یک فیبر نوری به عنوان محیط تقویت کننده استفاده می‌کنند. این لیزرها توان بالایی دارند. راندمان آنها بالا بوده و اندازه کوچکی دارند. کیفیت پرتو تولید شده توسط لیزرهای فیبری بسیار بالاست. این نوع لیزرها برای جوشکاری طیف وسیعی از مواد و ضخامت‌ها استفاده می‌شوند.
عوامل موثر در انتخاب نوع لیزر
- هر ماده ای دارای خصوصیات حرارتی و نوری مخصوص به خود است که این نوع خصوصیات در انتخاب نوع لیزر جوشکاری تاثیر زیادی دارد.
- برای قطعاتی که ضخامت بالایی دارند، باید از لیزرهایی با توان بالا مثل لیزرهای دیسکی استفاده کرد. اما برای قطعاتی که ضخامت کمتری دارند، نیاز به استفاده از لیزرهایی با توان کم مثل لیزرهای فیبری است.
- در برخی صنایع سرعت جوشکاری اهمیت زیادی دارد و و بهتر است که این صنایع از لیزرهای دیسکی و یا فیبر استفاده کنند.
- در بسیاری مواقع کیفیت جوشکاری انجام شده عامل خیلی مهمی است. معمولاً لیزرهایی که پرتو با کیفیت تولید می‌کنند، لیزرهای دیسکی و فیبر هستند. این لیزرها می‌توانند جوش‌های با کیفیتی ایجاد کنند.
- لیزرهای فیبری همیشه راندمان بالایی دارند. هزینه عملیاتی آنها پایین‌تر است و معمول صرفه اقتصادی بیشتری نسبت به انواع دیگر از لیزرها دارند.
نتیجه گیری
دستگاه لیزر جوشکاری از انواع مختلفی از قطعات تشکیل شده و هر کدام از قطعات با کیفیت بالایی تولید شده‌اند. راندمان کاری آنها بالا بوده و وظیفه خود را به خوبی انجام می‌دهند. اما بر اساس نوع لیزری که در صنایع استفاده می‌شود، قطعات استفاده شده کمی متفاوت است. ساختار لیزر ممکن است در حالت کلی مشابه باشد، اما در نوع قطعات تفاوت‌های کمی را مشاهده می‌کنیم. شما برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، می توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید.
