جوش لیزری و کاربردهای آن

دستگاه جوش لیزریاز جمله انواع مهم جوشکاری، جوشکاری مدرن بوده که با پیشرفت تکنولوژی دارای روش های گوناگونی است که جوش لیزری از جمله روش های نوین آن می‌باشد. در این روش با استفاده از تابش اشعه لیزر و به وجود آوردن گرما عمل جوشکاری انجام می‌شود. در جوش لیزری انواع فلزات را با روش ها و حالت های مختلفی جوش می‌دهند و کاربرد گسترده‌ای در صنایع دارد. این کار با دستگاه های تمام اتومات و حتی به صورت دستی قابل انجام می‌باشد که به کمک آینه های خاص و لنز های نوری، پرتو لیزر متمرکز و هدایت می‌شود.به کمک دستگاه جوش لیزر می‌توان 2 قطعه را در کسری از ثانیه به هم متصل کرد. کار دستگاه لیزر جوش به این صورت است که گرما و اشعه تابشی را روی یک نقطه متمرکز می‌کند و اتصال صورت می‌گیرد. لیزر با هر ماده‌ای تعامل دارد و اشعه X هم تولید نمی‌کند. این جوش دقیق است و الکترود در آن کاربردی ندارد و جوش آن محکم است.جوش لیزریدستگاه جوش لیزری چیست؟این دستگاه جزء جدیدترین تجهیزات جوشکاری است. در کار با این دستگاه احتیاجی به فشار و پرس وجود ندارد. این دستگاه، در بین تجهیزات صنعتی یک جایگزین بسیار خوب برای جوشکاری دستی می‎‌باشد و کار با آن ساده است. علاوه بر آنکه جوشکاری حرارتی را می‌توان با این دستگاه انجام داد، انواع جوشکاری های دیگر هم مانند جوشکاری لب به لب _ جوشکاری آب بندی _ همپوشانی _ نقطه‌ای و جوشکاری درز و عمیق ذوب هم می‌توان با آن انجام داد.به کمک دستگاه جوش لیزری در کمتر از چند میکرو ثانیه می‌توان ۲ یا چند قطعه را به هم متصل کرد. هر دستگاه لیزر جوش عملکرد خاص خود را دارد و باید با توجه به نوع کاربردی که دارد دستگاه مناسب آن تهیه شود. منظور از عملکرد دستگاه لیزر جوش همان مدت زمانی است که بی وقفه و بدون خاموش شدن، دستگاه کار می‌کند. لیزر یک نور تک رنگ و متمرکز بوده که وقتی روی سطوح می‌تابد در عمق زیاد آن را ذوب می‌کند.کاربرد دستگاه جوش لیزر:جوش لیزری باعث اتصال فلزاتی مثل : مس _ آلومینیوم _ طلا _ آهن _ نیکل _ نقره _ تیتانیوم _ روی و نیوبیوم می‌شود. از جمله قابلیت های این دستگاه جوش دادن ۲ نوع مختلف فلز از جمله: مس، نیکل _ مس، برنج _ نیکل، تیتانیوم _ مس، تیتانیوم _ مس، فولاد کم کربن است. از آنجا که پیشرفت هایی در تولید دستگاه جوش لیزری به وجود آمده است، این دستگاه قابلیت اتصال متریال های غیر فلزی مثل چوب را هم دارد.علاوه بر اینها از دیگر کاربرد های دستگاه لیزر جوش در صنایعی مثل: صنعت ساختمان سازی _ صنعت خودرو سازی _ ساخت وسایل مخابراتی _ ماشین آلات دقیق _ ساخت باطری و صنعت موبایل می‌باشد. دستگاه های برش فلزات با دستگاه های جوش لیزری ارتباط تنگاتنگی دارند. از آنجا که این دستگاه دقت بالایی دارد، در کارخانه ها برای ساخت ابزارها کاربرد های گسترده‌ای دارد. در تمام فعالیت های صنعتی و ساخت قطعات در صنایع مختلف نقش کاربردی دارد.صنعت ساختمان سازیمزایای دستگاه جوش لیزری:از جمله مزایای جوش با این دستگاها، جوش بدون نقص به کمک روش های متنوع و با دستگاه های مدرن لیزری می‌باشد که عبارتند از:کم بودن مصرف برقعدم نیاز به تخصص و مهارت برای کار با دستگاهبازدهی و کیفیت بالاجوشکاری آساندقت و سرعت بالاهزینه پایین برای نگهداری و تعمیر دستگاهکاربرد جوشکاری لیزری:جوش لیزری، سرعت _ دقت و ظرافت بالایی دارد. به کمک این فرآیند، در صنایع مختلف می‌توان عمل جوش را به آسانی و سادگی انجام داد و این جوش در صنعت به صورت روز افزون در حال توسعه و گسترش است. از میکروالکترونیک گرفته تا کشتی سازی از این جوشکاری استفاده می‌شود. کاربرد این جوش به خاطر عواملی مثل: سرعت زیاد جوشکاری _ وجود قسمت ناصاف کم _ حرارت ورودی کم _ محدوده حرارت پذیرفته کوچک، می‌باشد.برای جوشکاری صفحه آهن _ صفحه فولاد ضد زنگ _ صفحه آلومینیوم و مواد فلزی دیگر می‌توان به جای جوشکاری سنتی قوس آرگون از جوش لیزری استفاده کرد. مهمترین صنایعی که این جوش در آن کاربرد دارد می‌توان به دو نقطه صنعت الکترونیک _ خودرو _ هوا فضا _ صنعت پزشکی _ جواهرسازی و ساخت کالا های تزئینی اشاره کرد.در صنعت الکترونیکانواع جوش لیزری:انواع متفاوتی از جوش لیزری وجود دارد البته نوع جوش به کاربرد آن هم بستگی دارد. متخصصان در این زمینه بهترین نوع جوش را برای کار انتخاب می‌کنند که می‌توان به لیزر های پالسی _ فیبر و لیزر های موج پیوسته اشاره کرد.1 _ لیزر پالسی: لیزر های Nd:YAG باعث ایجاد پالس های گسسته‌ای از انرژی می‌شوند که جوش ایده آلی را به وجود می‌آورد. کاربرد این لیزر برای جوش های نقطه‌ای _ عمیق و بزرگ و جوش درز استفاده می‌شود.۲ _ لیزر های فیبر: این لیزر کاربرد های مختلفی در جوش قطعات کوچکی که در مشاغل مهندسی و الکترونیک و حتی صنعت پزشکی کاربرد دارند، به کار می‌رود. لیزر فیبر یک روش همه کاره با هزینه کم برای رسیدن به جوش های نقطه‌ای و باکیفیت بالا است.۳ _ لیزر های موج پیوسته: این نوع از لیزر برای جوشکاری با نفوذ عمیق و با سرعت بالا مناسب است و جوش هایی با ورودی حرارت پایین تولید می‌کنند.انواع جوش لیزری با توجه به نحوه جوش دادن:۱ _ حالت رسانایی / نفوذی در تراکم انرژی متوسط، باعث نفوذ بیشتر می‌شود.۲ _ حالت هدایت : در سطح پایینی از انرژی انجام می‌شود و در سطح کمی جوشکاری گسترده و کم عمق به وجود می‌آورد.۳ _ نفوذ یا حالت سوراخ کلید : لیزر باعث ایجاد حفره‌ای می‌شود که با مواد مذاب مهر و موم می‌شود.مزایای لیزر جوش:در شرکت های تولیدی، لیزر جزء بهترین راه حل جوشکاری می‌باشد و علت این امر هم به دلایل زیر می‌باشد:۱ _ کاربرد کم حرارت: در این جوش گرمای کمی به کار می‌رود به همین خاطر در تولید محصولات لوکس مثل جواهرسازی کاربرد دارد. استفاده بدون تماس در این جوش امکان پذیر است و باعث می‌شود فشار حرارتی کمی روی قطعه باشد.۲ _ دقت بالا: این فرآیند در سطح بالایی از دقت قرار دارد و با این دقت و ظرافت می‌توان کوچک ترین قطعات را بدون آسیب دیدگی به یکدیگر جوش داد.داشتن دقت بالا در انجام کار۳_ جوش های سازگار و قابل تکرار با این جوش : این جوش خیلی سریع تر از نوع سنتی آن است و دارای تنوع هم می‌باشد و حتی جوش قابل تکرار و ثابت، هم امکان پذیر است. از این جوش برای حفاری و برش هم استفاده می‌شود. لیزر ها باعث می‌شوند که مشاغل مختلف به میزان قابل توجهی هزینه های خود را کم کنند.از دیگر مزیت های این جوش:۱ _ ایجاد پیوند های پیچیده با این جوش: جوش لیزری قادر به اتصالات پیچیده‌ای است. با کمک این فناوری می‌توان مواد غیر متفاوت و جاهایی که نمی‌توان با کمک روش سنتی جوش داد، با این روش امکان پذیر می‌کند.۲_ جوش با مقاومت بالا: جوشکاری با مقاومت بالا جزء فناوری لیزر برای تولید کنندگان است. لیزر ها باعث می‌شوند کیفیت جوشکاری بالا برود و کار تمیز ارائه شود. به این علت برای تولید کنندگان قابل توجه می‌باشد بخصوص در صنعت پزشکی که نیاز به ایمنی قطعات پزشکی و دستگاه ها وجود دارد اهمیت آن معلوم می‌شود.حالت های مختلف جوشکاری لیزری:۱ _ نفوذی: نکته مهم در جوش لیزری، عمقی است که بر اثر تابش اشعه لیزر به وجود ‌می‌آید و عرض جوش نازک است. در اثر تابش لیزر سوراخ هایی به وجود می‌آید که با ذوب دیواره ها پر می‌شوند و عمل اتصال قطعات حاصل می‌شود.۲ _ رسانشی: این حالت، جوش با عمق کم و عریض به وجود می‌آورد و یک جوش سطحی به شمار می‌رود. جوشکاری با این روش به دو صورت انتقال انرژی و گرم کردن مستقیم انجام می‌شود:انتقال انرژی: طی این روش برای جوشکاری از جوهر استفاده می‌شود. کار این جوهر جذب اشعه لیزر و رسیدن به ضخامت مورد نظر است.گرم کردن مستقیم: در این فرآیند با گرم کردن به صورت مستقیم قسمت وسیعی از آلیاژها و فلزات را می‌توان جوش داد.۳ _ رسانشی _ نفوذی: در این روش عمق جوش نسبت به رسانشی بیشتر بوده و عرض کمی در جریان جوش به وجود می‌آید.انواع جوش لیزری بر اساس روش انجام:۱ _ جوش لیزری ۹۰ درجه: در این روش، جوش به صورت زاویه‌ای یا ۹۰ درجه است. مقاومت این جوش بالاست و ضخامت در آن مهم است و نباید زیاد ضخیم باشد.2 _ جوش لب به لب: در این روش دو قطعه کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و جوش به صورت خطی انجام می‌شود. به شکل T هم می‌توان این جوش را انجام داد و بسیار کارایی دارد و برای اینکه مقاومت اتصال بال برود از آن استفاده می‌شود.۳ _ جوش روی هم: یکی از پرکاربردترین و معمولی ترین روش های جوش لیزری است و کار ساده‌ای می‌باشدو در این حالت قطعه ها روی هم قرار می‌گیرند و با جوش لیزری به هم وصل می‌شوند.جوش روی همانواع لیزر جوش با توجه به نحوه اتصال:۱ _ جوش نقطه‌ای: در جوش لیزری نقطه‌ای با کمک گرما و تابش اشعه، جوش نقطه‌ای انجام می‌شود و نقاط مشخص شده برای اتصال به هم جوش داده می‌شوند. در مواردی مثل: ساخت جواهرات و اتصال قطعات ریز الکترونیکی کاربرد دارد.۲ _ جوش لیزری خطی: یکی از انواع اتصال ها جوش خطی می‌باشد که به کمک آن ۲ قطعه به طور کامل به هم متصل می‌شوند. در این نوع جوش، کار به صورت پیوسته انجام می‌شود. و در مواردی مثل ساخت موتور _ ساخت قطعات الکترونیک _ وسایل مخابراتی کاربرد دارد.جوش لیزری خطیدر هنگام خرید دستگاه جوش لیزری باید به چه مواردی دقت شود:هر جوش لیزری عملکرد مخصوص به خود را در جوشکاری دارد و باید دستگاه متناسب با نوع کار باشد که در اینجا به ۲ مورد مهم در هنگام خرید اشاره می‌شود:شدت جریان: میزان قدرت دستگاه با توجه به شدت جریان آن مشخص می‌شود و باید با توجه به شدت جریان دستگاه مورد نظر را خریداری کرد. برای جوشکاری فلزاتی که ضخیم هستند نیاز به دستگاه هایی با آمپر بالا می‌باشد.اتوماتیک بودن دستگاه جوش لیزری: یکی از ویژگی های دستگاه های اتوماتیک، توانایی ذخیره برنامه جوش است که این کار سرعت جوشکاری را بالا می‌برد. دستگاه اتوماتیک با گرفتن مشخصات فلز و ضخامت آن میزان ولتاژ و آمپر را تنظیم می‌کند.معایب لیزر جوش:• از جمله ایرادت این جوش، انجماد سریع آن است که این باعث به وجود آمدن ترک یا ایجاد ساختاری سست می‌شود.• فلزاتی که خاصیت انعکاس بالایی دارند، جوش آنها مشکل است.• یکی از دیگر از معایب آن ایجاد پلاسما در صورتی که انرژی بالا باشد، است. برای رفع این مشکل باید از توان پایین برای تولید لیزر استفاده کرد.• از آنجا که عرض لیزر خیلی باریک است بنابراین کنترل قطعه نسبت به اشعه لیزر مهم و ضروری است.منبع مطلب: سایت ماشینری جی کو