جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه

با نگاهی به زمینه تکنیک های جوشکاری لیزری ، معمولاً فرض می شود که جوشکاری مواد غیر مشابه یک کار چالش برانگیز است. در حالی که اینطور نیست.  این راهنما تمام جزئیاتی را که به شما کمک می کند جوشکاری مواد غیر مشابه، فواید آنها و ملاحظات مهمی را که باید در نظر داشته باشید به وضوح درک کنید. برای خرید دستگاه جوش لیزری ، خرید دستگاه جوش لیزری پرتابل ، خرید دستگاه جوش لیزر دستی ، خرید دستگاه جوش لیزری سه کاره و خرید دستگاه لیزر زنگ زدایی با دیبولیزر تماس بگیرید.

چالش های اتصال به فلزات غیر مشابه

هنگام اتصال فلزات غیر مشابه به یکدیگر، چالش های مختلفی در کاربردهای صنعتی مختلف پیش می آید. برخی از ترکیبات فلزات غیر مشابه و چالش‌ های چنین ترکیباتی در زیر مورد بحث قرار می‌ گیرند:

1. آلومینیوم و فولاد

هنگام اتصال آلیاژهای آلومینیوم و فولاد ، چالشی که با آن روبرو می شود، نقطه ذوب متفاوت آن ها و تغییرات در انبساط حرارتی است که منجر به ایجاد ترکیبات شکننده می شود. چنین چالشی را می توان با افزودن چند لایه میانی آلومینیوم سیلیکون که تشکیل بین فلزی را کاهش داده و اتصال را تقویت می کند، برطرف کرد.

2. مس و آلومینیوم

آلیاژهای مس و آلومینیوم دارای تفاوت در هدایت الکتریکی هستند که منجر به خوردگی گالوانیکی می شود . از این رو، ویژگی های مکانیکی اتصال ممکن است به خطر بیفتد و منجر به تأثیر بر استحکام آن شود.

با درمان سطح با پوشش، می توان در برابر خوردگی گالوانیکی مقاومت کرد و اتصال را تقویت کرد.

3. فولاد ضد زنگ و فولاد کربن

فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی موادی هستند که دارای خواص مقاومت در برابر خوردگی متفاوتی هستند که منجر به خوردگی گالوانیکی درز جوش می شود. برای کاهش این چالش، پوشش‌ های مقاوم در برابر خوردگی باید معرفی شوند و طراحی اتصال باید با کمک سلول‌های گالوانیکی به حداقل برسد.

4. تیتانیوم و آلومینیوم

هنگامی که آلیاژهای تیتانیوم با آلیاژهای آلومینیوم متصل می شوند ، یک ترکیب بین فلزی شکننده که فاقد انعطاف پذیری و استحکام است ایجاد می شود. برای به حداقل رساندن ضعف در مفصل می توان از مواد پر کننده استفاده کرد.

به طور کلی، هنگامی که مواد مشابه به یکدیگر جوش داده می شوند، پیوند ایجاد شده در درز جوش قوی است. این به این دلیل است که منطقه ای که ترکیب می شود ترکیب یکسان و خواص فیزیکی یکسانی دارد. با این حال، بسته به ماهیت و خواص مکانیکی و شیمیایی مواد، پیوندهای قوی ایجاد می کنند.

از سوی دیگر، در مواردی که پیوند متالورژیکی واقعی بین قطعات فلزی ایجاد نمی شود، با ایجاد یک درهم تنیدگی مکانیکی. درهم تنیدگی مکانیکی عبارت است از اختلاط عناصر آلیاژی که شبیه هم نیستند، اما از نظر فیزیکی در کنار هم قرار می گیرند به گونه ای که اتصال استحکام مکانیکی را حفظ می کند.

منافع جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه

جوشکاری لیزری فلزات مختلف منافع مختلفی دارد که در زیر به برخی از آن ها پرداخته می شود:

فرآیند جوشکاری لیزری با دقت بالایی مجهز شده است و از این رو به ایجاداتصالات پیچیده با نتایج پیچیده کمک می کند. از این رو، هنگامی که عناصر آلیاژی مختلف با هم ترکیب می شوند و دارای خواص منحصر به فرد هستند، به خوبی ترکیب می شوند.

جوشکاری لیزری روشی برای اتصال فلزات غیر مشابه است که از پرتوهای لیزر در نقطه جوش استفاده می کند. این منجر به حداقل مقدار گرمای ورودی می شود و احتمال آسیب را در چنین ترکیباتی که دارای نقطه ذوب متفاوتی هستند کاهش می دهد.

فناوری جوش لیزری از یک پرتو باریک لیزر استفاده می کند و از این رو منجر به ایجاد یک منطقه کوچک تحت تأثیر حرارت می شود. زمانی که فلزات مختلف جوش داده می‌شوند، مزیت آن به‌ عنوان یک مزیت است زیرا مواد اطراف آن تحت تأثیر قرار نمی‌گیرند و احتمال تشکیل یک ترکیب بین فلزی نیز کاهش می‌یابد.

جوشکاری لیزری سرعت های جوشکاری بالایی را ارائه می دهد که منجر به افزایش بهره وری می شود و چرخه های گرمایش و سرمایش سریع زمان صرف فلزات غیرمشابه در محدوده بحرانی دما را به حداقل می رساند.

یک روش جوشکاری لیزری را می توان برای چندین ماده انتخاب کرد که شامل مواد مشابه و غیر مشابه است. از این رو، موادی با خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت می توانند به راحتی به یکدیگر جوش داده شوند.

از آن جایی که در جوشکاری لیزری از فرآیندی بدون تماس استفاده می شود، در صورت جوشکاری غیرمشابه، به اطمینان از تمیز شدن سطح فلز به دلیل جوشکاری لیزری دقیق کنترل شده کمک می کند.

پارامترهای فرآیند جوشکاری لیزری با دقت بالا و ورودی حرارت کمتر مجهز شده اند. از این رو، هنگامی که فرآیند جوشکاری فلزات غیرمشابه از طریق انرژی لیزر انجام می شود، یکپارچگی اتصالات حفظ می شود و الزامات پردازش پس از جوش حذف می شود.

فرآیند جوشکاری لیزری به دلیل تولید جوش‌ های باکیفیت و عاری از ایراد شناخته شده است و از این رو، هنگام انجام جوشکاری فلزات غیر مشابه ، ثبات و قابلیت اطمینان را تضمین می‌کند.

جوشکاری لیزری می‌ تواند در محیط‌ های مختلفی انجام شود، که شامل اتمسفر گاز خنثی یا شرایط خلاء نیز می‌ شود، از این رو ثابت می‌شود که فرآیندی انعطاف‌پذیر برای جوشکاری فلزات حساس به محیط‌ های مختلف است.

جوشکاری لیزری را می توان در اتوماسیون ادغام کرد و از این رو، صنایعی که به فرآیندهای تولید کارآمد و قابل تکرار از طریق جوش لیزری مواد غیر مشابه نیاز دارند، ممکن است آن را مفید بدانند.

روش های جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه

روش های مختلفی برای جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه وجود دارد که برخی از روش های استاندارد به شرح زیر است:

1. جوش لیزری فیبر

جوشکاری لیزر فیبر از پرتو لیزر فیبر استفاده می کند و یک پرتو با کیفیت عالی را ارائه می دهد که برای مواد غیر مشابه نیز مناسب است.

2. جوشکاری کلیدی

جوشکاری لیزری حالت سوراخ کلید یک فرآیند جوشکاری با چگالی بالا است که برای مواد ضخیم تر مناسب است. در چنین روشی از جوشکاری لیزری، موادی که به عمق نفوذ نیاز دارند، سوراخ کلیدی را تشکیل می دهند که سپس با مواد مذاب پر می شود و یک جوش بسیار قوی ایجاد می کند.

3. لحیم کاری لیزری

لحیم کاری لیزری از یک تکنیک اساسی جوش استفاده می کند که شامل ذوب مواد پرکننده است که معمولاً برای فلزی انجام می شود که نقطه ذوب پایینی دارد. بدون ایجاد انحراف در مفاصل، مفاصل قوی ایجاد می کند.

4. روکش لیزری

در فرآیند روکش لیزری، لایه‌ ای از مواد به‌عنوان زیر لایه به کمک پرتو لیزر به سطح فلز اضافه می‌شود و به پوشش فلزات غیر مشابه کمک می‌کند و خواصی مانند مقاومت در برابر خوردگی را به آنها ارائه می‌ دهد.

5. جوش لیزری حالت هدایت

جوشکاری لیزری حالت هدایت از پرتو لیزر خود برای جوش دادن مواد نازک استفاده می کند. در این روش، فلز گرما را هدایت می کند و سطح مشترک بین فلزات غیر مشابه را ذوب می کند تا یک اتصال ایجاد کند.

6. جوشکاری لیزری هیبریدی

جوشکاری لیزری ترکیبی ترکیبی از روش های جوشکاری است که عبارتند از جوشکاری قوسی تنگستن گازی یا جوشکاری بین گازی فلز.

این روش جوشکاری لیزری برای فلزات غیر مشابه برای ایجاد تعادل بین حرارت ورودی و نفوذ استفاده می شود، زیرا کنترل بهتری بر فرآیند جوشکاری ارائه می دهد.

7. جوشکاری لیزری موج پیوسته

در جوشکاری لیزر موج پیوسته ، پرتو لیزر به طور مداوم به محل اتصال اعمال می شود. با ارائه سرعت جوش بالا به ایجاد یک جوش موثر کمک می کند و برای اتصال فلزات غیر مشابه که نازک هستند مناسب است.

8. جوشکاری لیزری پالسی

جوشکاری لیزر پالسی انرژی لیزر را در پالس‌ های کوتاه اعمال می‌ کند که می‌ توانید دقیقاً آن را کنترل کنید. برای اتصال آلیاژهای نامشابه از طریق ورودی گرمای کنترل شده مناسب است و فلزاتی که نقطه ذوب متفاوتی دارند به راحتی به یکدیگر جوش داده می شوند.

عوامل موثر بر جوشکاری لیزری فلزات غیر مشابه

هنگامی که جوشکاری مواد غیر مشابه انجام می شود، عوامل مختلفی بر فرآیند تأثیر می گذارد. برخی از این موارد به شرح زیر است:

• در طول فرآیند جوشکاری مواد غیر مشابه، فلزات باید محلول جامد داشته باشند. این محلول به تولید فاز متالورژیکی پایدار کمک می کند و میزان رقت را تعیین می کند.
• اگر رقت بیش از حد در صورت اتصال فلزات غیر مشابه، خطر ترک خوردن داغ وجود دارد. اندازه گیری مناسب بودن برای جلوگیری از چنین ترک خوردن ضروری است.
• هنگامی که فلزات در طی فرآیند جوشکاری فلزات غیر مشابه از یکی به دیگری انتقال می یابند، احتمال خوردگی وجود دارد . در مواردی که مشخصات الکترو شیمیایی متفاوت باشد، خطر خوردگی افزایش می یابد.

• هر فلز نقطه ذوب متفاوتی دارد. از این رو، در طول فرآیند جوشکاری، برخی از فلزات ممکن است نیاز به پیش گرم کردن داشته باشند، که تمام فلزات را به نقطه ذوب خود می رساند.
• هنگامی که فلزات گرم می شوند، منبسط می شوند و در شکل و اندازه آنها تغییر می کند. در مواردی که دو فلز جوش داده می شوند و در دماهای مختلف تغییر شکل می دهند، فلزات ممکن است منجر به ترک حرارتی شوند.

چه فلزاتی را نمی توان جوش داد؟

برخی از فلزات را می توان از طریق تکنیک های مختلف جوش داد و برخی از فلزات به دلیل خواصی که دارند به سختی جوش داده می شوند. برخی از این فلزات که به راحتی به یکدیگر جوش داده نمی شوند و ممکن است به محلول های جایگزین نیاز داشته باشند عبارتند از:

1. جوشکاری فلزات کم ذوب که از عناصر سرب و آلیاژی با نقطه ذوب پایین تشکیل شده است با پرتو لیزر دشوار است. هنگامی که حرارت ورودی بیش از حد باشد، منجر به آسیب حرارتی می شود.

در چنین مواردی، روش های اتصال مانند بست مکانیکی و لحیم کاری برای آلیاژهایی که نقطه ذوب پایینی دارند مناسب تر است.

2. فلزات بسیار واکنش پذیر مانند سدیم و پتاسیم خطرات ایمنی ایجاد می کنند زیرا در طول فرآیند جوشکاری با رطوبت و هوا واکنش می دهند.

با توجه به خطر خطر جوشکاری چنین موادی، راه حل های جایگزین مانند پیوند انتشار انتخاب می شوند.

3. اگر علم مواد مورد توجه قرار گیرد، می توان مشاهده کرد که جوشکاری منیزیم با استفاده از لیزر نیز چالش برانگیز است. این به این دلیل است که منیزیم بسیار واکنش پذیر است و به دلیل رسانایی حرارتی و بازتاب بالا، جوش دادن آن آسان نیست.

4. تنگستن زمانی که به صورت خالص است، نقطه ذوب بالایی دارد و ممکن است جوش لیزری برای آن مناسب نباشد. اتصال تنگستن معمولاً با استفاده از جوشکاری TIG، لحیم کاری و جوشکاری پرتو الکترونی انجام می شود.

7 نکته برای جوشکاری موفق فلزات غیر مشابه

برای دستیابی به جوشکاری موفق فلزات غیر مشابه برای فرآیندهای مختلف تولید، برخی از نکات ضروری در زیر ارائه شده است:

1. اطمینان حاصل کنید که سازگاری فلزات را ارزیابی کرده و عواملی مانند هدایت حرارتی، نقاط ذوب و سایر عوامل مربوط به خواص فیزیکی و شیمیایی قطعات فلزی در حال جوش را در نظر بگیرید.
2. آماده سازی سطح یک جنبه مهم در هنگام جوشکاری مواد غیر مشابه است. حتما سطح را تمیز کنید و هرگونه پوشش و آلودگی را پاک کنید تا نتیجه بهتری بگیرید.
3. با در نظر گرفتن خواص فلز، اتصال را طوری طراحی کنید که حرارت را به طور یکنواخت توزیع کند و خطر ترک خوردگی را کاهش دهد.
4. انتقال حرارت باید به طور مداوم در طول فرآیندهای جوشکاری کنترل شود تا از ایجاد ترکیبات بین فلزی شکننده جلوگیری شود.
5. ماده پر کننده انتخاب شده باید با هر دو فلز پایه سازگار باشد تا یک اتصال سالم به دست آید.
6. در بسیاری از موارد، به دلیل نقاط ذوب متفاوت قطعات فلزی و تفاوت در هدایت حرارتی، نیاز به پیش گرم کردن فلزات است. باید آنالیز شود و در صورت نیاز، پیش گرمایش چنین فلزاتی انجام شود.
7. تکنیک های جوشکاری انتخاب شده باید مناسب باشند.

نتیجه گیری

در این راهنما، تمام جزئیات مهم در مورد فرآیند جوشکاری مواد غیر مشابه ثبت شده است. پس از گذراندن آن، باید به درک روشنی از عوامل و چالش‌ هایی که در این فرآیند وجود دارد و چگونگی کاهش احتمال انحنا در جوش‌ها مجهز باشید.

اگر به دنبال دستگاه جوشکاری با دقت و قدرت بالا هستید که تجربه ای استثنایی از جوشکاری مواد متفاوت با یکدیگر را برای شما فراهم کند. در این صورت، ما به شما دیبولیزر را پیشنهاد می دهیم!

ما طیف گسترده ای از تجهیزات جوش لیزری داریم که انواع فرآیند ها و تکنیک های لیزر را پوشش می دهد تا اطمینان حاصل شود که جوش های تمیز و بی نقصی به دست می آورید. برای موفقیت در پروژه های جوشکاری خود، همین امروز با ما تماس بگیرید!