راهنمای جوشکاری لیزری دستی

تکامل جوشکاری لیزری دستی

جوشکاری لیزری برای اولین بار بیش از پنجاه سال پیش در یک محیط آزمایشگاهی به دست آمد، اما تنها در دهه گذشته بود که ابزارهای جوش لیزری دستی به بازار تجاری عمومی معرفی شدند. جوشکاری لیزری فیبر دستی که برای حمایت از مهندسان و تکنسین های ناسا در تعمیر و نگهداری فضاپیماها توسعه یافته است ، مزایا و چالش های منحصر به فردی را برای کسانی که می خواهند این فناوری را در فضای کاری خود ادغام کنند، ارائه می دهد.

تجهیزات درجه حرفه ای: سرمایه گذاری ارزشمند

دستگاه های جوش لیزری دستی درجه حرفه ای مانند دستگاه جوش لیزری دیبولیزر با قیمت خرید بالاتری عرضه می شوند. ارزش افزوده به شکل دسترسی به یک شبکه پشتیبانی جهانی از مهندسان و تکنسین ها و همچنین گواهینامه های ایمنی مستند به این معناست که کاربران نهایی می توانند با اتکا به این ماشین ها برای ارائه سال ها کارکرد مطمئن و ایمن احساس اطمینان کنند.

هزینه: مانع اولیه برای ورود

هزینه اولیه معمولاً اولین مورد در انتخاب تغییر جوش لیزری است. در حالی که اینترنت بسیاری از گزینه‌های بازار را به همراه خواهد داشت که می‌توان آن‌ها را با چندین میلیون خریداری کرد، خریداران ممکن است زمانی که این ماشین‌ها خراب می‌شوند یا مواد مصرفی آنها تمام می‌شود، خوش شانس نباشند. پشتیبانی پس از فروش در صورت وجود ممکن است مشکوک باشد. برخی از این واحدها همچنین ممکن است اجزای ایمنی کلیدی مورد نیاز دستورالعمل‌های صنعتی، ایالتی و فدرال را نداشته باشند – در صورتی که استفاده از تجهیزات مذکور منجر به آسیب قابل ثبت شود، نگرانی‌های جدی در مورد مسئولیت ایجاد می‌کند.

ایجاد یک فضای کاری ایمن لیزری

علاوه بر هزینه تجهیزات جوش لیزری، باید بودجه ای برای ایجاد و ساخت و یا تبدیل یک ناحیه ایمن لیزری در فضای کار در نظر گرفته شود. لیزرهای کلاس 4 که به اندازه کافی قدرتمند هستند تا فولاد ضخامت یک چهارم اینچ را در یک پاس جوش دهند، می توانند چندین خطر جدی سلامتی و ایمنی را برای همه افراد حاضر در محل کار در طول عملیات جوشکاری ایجاد کنند. فراتر از خطرات ناشی از صدمات حرارتی و قرار گرفتن در معرض دود فلز که توسط تمام فرآیندهای جوشکاری حرارتی ایجاد می شود، خود پرتو کلاس 4 می تواند آسیب دائمی و غیرقابل برگشتی به چشم انسان وارد کند. در برخی موارد شدید، حتی فقط بازتاب نور این پرتو از قطعه کار یا سطوح بازتابنده نزدیک می‌تواند مقادیر خطرناکی از تشعشعات مادون قرمز را به محیط کار اطراف بفرستد. ناحیه جوش لیزری باید از بیرون کاملاً ضد نور باشد یا توسط مواد ایمنی مادون قرمز فرموله شده خاص محافظت شود که بتواند پرتوهای خطرناک و نامرئی کلاس 4 را جذب کند.

مزایای جوشکاری بدون پرکننده

برخلاف فرآیندهای MIG و TIG که متکی به الکترون‌هایی هستند که از سیم پرکننده برای فیوز کردن قطعات عبور می‌کنند، یکی از قوی‌ترین استدلال‌ها برای فرآیند جوشکاری لیزری دستی مدرن این است که کاربر نهایی بدون استفاده از پرکننده به اهداف جوشکاری خود دست یابد. پرتو لیزر جوشکاری توسط یک آینه متحرک در داخل مشعل دستی ده ها یا حتی صدها بار در ثانیه بر روی محل اتصال جوش هدایت می شود یا “لرزان” می شود، مواد پایه را در دو طرف ذوب می کند و دو لبه مذاب را به هم می زند تا به نتیجه ای بسیار برسد. مهره جوش همجوشی باریک و بسیار سازگار. با توجه به ورودی حرارتی سریع اما منطقه تحت تاثیر حرارت کوچک حاصل از فرآیند جوشکاری لیزری، بهبودهای زیادی در سرعت حرکت و کیفیت زیبایی بیشتر جوش‌ها روی ورق‌های فلزی با ضخامت 4 میلی‌متر و پایین‌تر مشاهده خواهد شد. بسته به مواد و ضخامت، فرآیند جوشکاری لیزری دستی می‌تواند نتایج قابل مقایسه را تا چهار برابر سریع‌تر از فرآیند MIG یا TIG دستی بر روی مواد و طراحی مشترک ارائه دهد.

کاهش زمان آموزش و پس پردازش

از آنجایی که فرآیند جوشکاری لیزری دستی نیازی به بافتن مشعل با دست ندارد، دستیابی به ظاهر تقریباً کاملاً ثابت مهره، موضوع حفظ سرعت حرکت ثابت در طول اتصال است. پاشش تا حد زیادی مشکلی نیست – برخی از مواد بازتابنده به دلیل انعکاس پذیری همراه با گاز محافظ منجر به پاشش جزئی می‌شوند، اما چرخ‌های سیمی ابزارهایی هستند که پس از تعویض جوش لیزری در کارگاه، تا حد زیادی دست نخورده باقی می‌مانند. بودجه های زمان پس از پردازش را می توان به میزان قابل توجهی کاهش داد – احتمالاً در برخی موارد حذف می شود. البته، این مزایا در سهولت جوشکاری همچنین به این معنی است که زمان آموزش فردی برای دستیابی به نتایج ثابت با کیفیت بالا با دستگاه جوش لیزری در مقایسه با دستیابی به همان سطح از شایستگی و سازگاری با فرآیند جوشکاری دستی سنتی، بسیار کاهش می‌یابد.

افزایش قابلیت ها با جوش لیزری

فراتر از مزایای ایجاد شده برای جوشکاری و کارهای تولیدی عمومی، فرآیند جوشکاری لیزری دستی امکانات جدیدی در جوشکاری اجزای بسیار نازک، ادغام با محلول‌های خودکار با سرعت بالا و اتصال قطعات با ضخامت‌های متفاوت به همراه دارد. با رشد فناوری، محققان و کاربران نهایی همچنان به نوآوری و یافتن کاربردهای جدید برای تطبیق پذیری ارائه شده توسط یک ابزار لیزری که می تواند برای جوش دادن بیش از نیم دوجین آلیاژ به صورت بومی، در ضخامت های مختلف از ده هزارم اینچ تا کامل برنامه ریزی شود، ادامه می دهند. یک چهارم اینچ با یک بار. برای مثال، واحدهای جوش لیزری دیبولیزر با پارامترهای جوشکاری از پیش نصب‌شده شامل برنامه‌های همجوشی و کمک سیم در پنج آلیاژ مختلف، با گزینه‌هایی برای محدوده ضخامت از کمتر از 1 میلی‌متر تا بیش از 6 بسته به مواد و طراحی اتصال ارائه می‌شوند. علاوه بر این، کاربر نهایی می‌تواند این تنظیمات را در هر زمان با تنظیمات خود بازنویسی کند یا از 32 اسلات برنامه خالی برای ذخیره تنظیمات جوش سفارشی خود استفاده کند. همه این گزینه‌ها از طریق رابط کاربری آسان و قابل درک مبتنی بر صفحه لمسی در دسترس هستند.

حرارت مستقیم

• در طول گرمایش مستقیم،

– جریان گرما توسط هدایت حرارتی کلاسیک از منبع حرارت سطحی کنترل می شود و جوش با ذوب بخش هایی از مواد پایه ساخته می شود.

• اولین جوش های رسانایی در اوایل دهه 1960 ساخته شد و از لیزرهای یاقوتی پالس کم توان و CO2 برای اتصالات سیم استفاده شد.

• جوش های رسانا را می توان در طیف وسیعی از فلزات و آلیاژها به صورت سیم و ورق های نازک در پیکربندی های مختلف با استفاده از آن ساخت.

– لیزرهای CO2، Nd:YAG و دیود با سطوح توان ده ها وات.

– گرمایش مستقیم توسط پرتو لیزر CO2 همچنین می تواند برای جوش های لبه و لبه ای در ورق های پلیمری استفاده شود.

جوشکاری انتقال

• جوشکاری انتقال وسیله ای کارآمد برای اتصال پلیمرهایی است که تابش مادون قرمز نزدیک لیزر Nd:YAG و دیود را منتقل می کند.

• انرژی از طریق روش های جدید جذب سطحی جذب می شود.

• کامپوزیت ها را می توان به هم وصل کرد به شرطی که خواص حرارتی ماتریس و تقویت کننده مشابه باشد.

• روش انتقال انرژی در جوشکاری رسانایی برای موادی که تشعشعات مادون قرمز نزدیک را منتقل می کنند، به ویژه پلیمرها استفاده می شود.

• یک جوهر جاذب در سطح مشترک یک لپ مفصل قرار می گیرد. جوهر انرژی پرتو لیزر را جذب می کند که به ضخامت محدودی از مواد اطراف هدایت می شود تا یک لایه سطحی مذاب تشکیل شود که به عنوان اتصال جوش داده شده جامد می شود.

• اتصالات لپ مقطع ضخیم را می توان بدون ذوب شدن سطوح خارجی اتصال ایجاد کرد.

• جوش لب به لب را می توان با هدایت انرژی به سمت خط اتصال در یک زاویه از طریق مواد در یک طرف اتصال، یا از یک انتها در صورتی که ماده بسیار انتقال دهنده باشد، ایجاد کرد.

لحیم کاری و لحیم کاری لیزری

• در فرآیندهای لحیم کاری و لحیم کاری لیزری، از پرتو برای ذوب ماده پرکننده استفاده می شود که بدون ذوب شدن مواد پایه، لبه های اتصال را خیس می کند.

• لحیم کاری لیزری در اوایل دهه 1980 برای اتصال سرنخ های قطعات الکترونیکی از طریق سوراخ های موجود در بردهای مدار چاپی محبوبیت پیدا کرد. پارامترهای فرآیند توسط خواص مواد تعیین می شود.