نکاتی که باید درباره جوش لیزر آهن بدانید
تولیدکنندگان صنایع مختلف همواره به دنبال کم هزینه‌ترین، مطمئن‌ترین و بهترین راه حل برای رفع نیازهای خود هستند. فناوری جوش لیزر نیز با پیشرفت تکنولوژی همواره جزو بهترین پاسخ‌ها برای رفع این نیاز تولیدکنندگان بوده است. پرتوهای جوش لیزر آهن دارای ماهیت نوری اما با توان قدرتی میلیون‌ها برابر بیشتر هستند. این پرتوها می‌توانند با تولید گرمای بسیار زیاد بر روی سطح فلز باعث ایجاد امکان برش دادن و انجام فعالیت جوشکاری بر روی فلزات شوند. به کمک پرتوهای لیزر می‌توان انواع فلزات مختلف را با دقت و سرعت بسیار بالایی برش داد. همچنین جوش فلزات نیز به کمک لیزر با عمق نفوذ بسیار بالا و ضخامت کم امکان‌پذیر است.
یکی از روش‌های توسعه یافته در جوشکاری لیزری استفاده از جوش لیزر آهن است که در این مقاله به بررسی آن می‌پردازیم.
دستگاه جوش لیزری چیست؟
دستگاههای جوش لیزر جهت اتصال و جوش دادن انواع فلزات مانند آهن، استیل، نیکل، قلع، روی، آلومینیوم، مس، نیوبیوم، کرم، طلا، نقره و بسیاری از فلزات دیگر به کار برده می‌شوند. این دستگاه‌ها علاوه‌بر جوش دادن انواع فلزات، قابلیت جوش دادن و اتصال ۲ فلز مختلف و ناهمگون همچون مس-نیکل، مس-برنج، مس-تیتانیوم، مس-فولاد کم کربن و نیکل-تیتانیوم را به نیز فراهم می‌کنند.
در ساخت دستگاههای جوش لیزری از لیزر خشک یا دیود لیزر استفاده می‌شود. بلوک‌های دیود لیزر شامل تعداد زیادی پرتو لیزر هستند که مجموع پرتو نوری آن‌ها، دارای توان زیادی در ایجاد حرارت برای عمل جوش و برش لیزر است. دستگاههای جوش لیزری به طور کلی از یک منبع تغذیه، سیستم رایانه‌ای برای انجام فرآیند (CAM)، سیستم طراحی قطعه کار و نحوه انجام جوش (CAD) و یک گاز محافظ برای جلوگیری از اکسیداسیون در طی فرآیند جوشکاری، تشکیل شده است.
دستگاههای جوش لیزری با توجه به کاربردهای مختلف در انواع دستگاه نقطه جوش لیزری، دستگاه جوش لیزری پرتابل، دستگاه جوش لیزری جواهرات و ریز قطعات تولید می‌شوند. از مهم‌ترین مزایای دستگاههای جوش لیزری این است که تمامی عملیات جوش، انجماد و ذوب فلزات در کوتاه‌ترین زمان ممکن(چند میکروثانیه) اجرا می‌شود. همین ویژگی سبب می‌شود تا واکنشی بین اتمسفر و فلز مذاب انجام نشود.
جوش لیزر آهن چیست؟
جوش لیزر آهن(Iron laser beam welding) یکی از تکنیک‌های کاربردی است که برای اتصال فلزات یا ترموپلاستیک‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اشعه لیزر در این روش یک منبع متمرکز و قوی از حرارت را تولید می‌کند. انرژی بالای این منبع برای انجام یک جوشکاری عمیق و باریک و با نرخ جوش بالا بسیار مناسب است. جوش لیزر آهن یک پرتو پرقدرت با چگالی انرژی بالا ایجاد می‌کند (1 مگاوات بر سانتیمتر مربع). این نرخ انرژی بالای اشعه لیزر در سطح کوچک باعث می‌شود تا نرخ گرم شدن و سرد شدن سطح قطعه کار بسیار بالا رود.
نحوه کارکرد دستگاههای نقطه جوش ظریف لیزر آهنی به این صورت است که به وسیله پرتو لیزر، سطح قطعه فلز مورد نظر که امکان دارد طلا، مس، برنج، استیل و… باشد توسط حرارت بالای لیزر سوراخ می‌شود. سپس با استفاده از مواد مذاب که اطراف سوراخ وجود دارند، عملیات جوشکاری و اتصال قطعات انجام می‌شود. دستگاه جوش لیزر آهن در ساخت و تولید انواع ابزارآلات صنعتی کاربرد دارد. از این دستگاه اغلب در کارخانه‌های ماشین آلات صنعتی در جهت برش و جوش انواع مواد صاف و صیقلی استفاده می‌شود.
درباره برش لیزر روتاری بیشتر بدانید
عملکرد دستگاه جوش لیزر آهن
در دستگاه جوش لیزر آهن با استفاده از اشعه پرتوهای متمرکز شده، یک شیار بسیار باریک ذوب شده در محل اتصال به وجود می‌آید. همین شیوه سبب می‌شود تا استفاده از روش جوش لیزر آهن در جوشکاری‌های کوچک نقطه‌ای، جوش‌های لب به لب و جوش‌های آب بندی ورق‌های نازک و قطعات حساس بسیار کاربردی واقع شود. مزیت وجود پهنای جوش کوچک در این روش باعث می‌شود که منطقه HAZ کوچک‌تر و همچنین فرآیند جوشکاری با سرعت بیشتری انجام شود. همچنین سرعت انجام فرآیند جوشکاری با استفاده از لیزر آهن بسیار بالاست. به همین دلیل می‌توان در مدت زمان کم تعداد بیشتری از قطعات آهن را جوش داد.
مزایا استفاده از جوش لیزر آهن
- امکان انجام فرآیند جوشکاری دستی 360 درجه با دستگاه جوش لیزر آهنی
- برخورداری از سیستم کنترل سبک برای ایجاد اتصال‌های یک‌دست و یکسان
- داشتن طراحی خاص و آرگونومیک برای امکان قرارگیری در زوایای مختلف جوشکاری
- امکان ایجاد اتصالات محکم در متریال‌های متفاوت
- امکان انجام فرآیند جوشکاری در موقعیت‌های مختلف و نقاط ناهموار
- استفاده از جوش لیزر آهن در برای ایجاد برش و حکاکی بر روی متریال‌های آهن و استیل بسیار مناسب است.
- دستگاههای جوش لیزر آهن به طور ویژه در ساخت اشکال فولادی از اهمیت بالایی برخوردارند.
- در برخی از موارد از دستگاه لیزر آهن در ساخت تابلوهای ال ای دی و روان و… استفاده می‌شود.
معایب استفاده از جوش لیزر آهن
- هزینه اولیه تهیه تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری لیزری آهن بسیار بالاست.
- انجام عملیات با دستگاه جوش لیزر آهن نیاز به یک اپراتور آشنا به سیستم کامپیوتری دارد.
- هزینه تعمیر و نگهداری از تجهیزات لیزر آهنی بالاست.
- در انجام عملیات جوشکاری توسط لیزر آهن محدودیت‌هایی در ضخامت قطعه کار وجود دارد. این محدودیت‌ها باتوجه به توان دستگاه جوش متغیر هستند.
درباره ورق استیل بیشتر بدانید
جمع بندی
در این مقاله به بررسی دستگاههای جوش و دستگاه جوش لیزر آهن و عملکرد آن پرداختیم. دستگاههای جوش در انواع مدل‌های مختلف و کارایی‌های متفاوت تولید و به بازار عرضه شده‌اند. یکی از کارآمدترین و پرفروش‌ترین این دستگاه‌ها جوش لیزر آهن است که با کاربرد زیاد در زمینه‌های متنوع، همواره مورد استقبال خریداران قرار می‌گیرد. همچنین شایان به ذکر است که قیمت دستگاه جوش لیزری آهن باتوجه به توان دستگاه و نیز کیفیت جوشکاری که دستگاه می‌تواند ارائه دهد، متفاوت می‌باشد.
منبع : mdpi.com
