دستگاه جوش لیزر

جوشکاری با دستگاه لیزر فلزات با تراکم توان سطح بالا منجر به ایجاد یک فضای جوشکاری نسبتا کوچک می شود. با وجود حداقل گسترش در فضا، نیروها و تأثیرات مختلفی بوجود می آیند. مروری اولیه بر این فرآیندها به منظور درک فرآیند جوشکاری و به دنبال آن بررسی دقیق امکانات مختلف تأثیر بر فضای جوشکاری ارائه شده است. برای این منظور مروری دقیق بر تحقیقات مربوطه تهیه شده است. به دنبال آن، ارائه مفصلی از تحقیقات فعلی ما در زمینه تأثیر بر فضای جوشکاری برای جوشکاری لیزری اتصالات غیر مشابه با استفاده از التراساوند ultrasound است.

 

جوش پرتو لیزر

جوشکاری پرتو لیزر یک فرآیند جوشکاری همجوشی است که در آن دو قطعه فلزی با استفاده از دستگاه لیزر بهم متصل می شوند. پرتوی لیزر یک منبع حرارتی متمرکز را فراهم می کند، متمرکز به حفره بین دو قطعه فلزی برای اتصال تابانده می شود. این فرآیند اغلب در برنامه های کاربردی با حجم بالا با استفاده از اتوماسیون مانند صنعت خودرو استفاده می شود. این بر اساس جوشکاری سوراخ کلید یا حالت نفوذ است. مزیت اصلی جوشکاری لیزر، به دلیل تراکم انرژی بالای آن، توانایی ذوب شدن ناحیه واقع در لبه های اتصال است، بدون اینکه روی قسمت بزرگی از قطعه تأثیر بگذارد. جوشکاری با لیزر یک فرآیند جوشکاری فیوژن با چگالی بالا است که در مقایسه با فرایندهای جوشکاری قوس، جوش های با نسبت بالا با ورودی حرارت نسبتا کم تولید می کند. علاوه بر این، جوشکاری لیزر را می توان "خارج از خلا" انجام داد و تحویل فیبر نوری پرتوهای لیزر حالت جامد نزدیک مادون قرمز باعث افزایش انعطاف پذیری در مقایسه با سایر فن آوری های پیوستن می شود.

 

جوشکاری لیزری انتقال Transmission laser welding

جوشکاری لیزر انتقال در حال حاضر به طور گسترده ای برای پیوستن به ترموپلاستیک در صنعت، با استفاده از منابع لیزر با طول موج از 0.8 تا 1.1 میکرومتر، مانند لیزرهای دیود، Nd-YAG و فیبر، استفاده می شود. تابش در این طول موج ها به راحتی توسط پلاستیک های طبیعی جذب می شود. بنابراین مواد افزودنی جاذب لیزر در قسمت تحتانی قرار می گیرند یا به عنوان یک پوشش سطح نازک در اتصال قرار می گیرند. قطعات قبل از جوشکاری بر روی هم قرار می گیرند و پرتوی لیزر از قسمت بالایی عبور می کند تا اتصال را در سطح جذب کننده قسمت پایین گرم کند. جاذب داخل یا روی پلاستیک پایین معمولاً کربن یا یک جاذب IR با حداقل رنگ قابل مشاهده است تا اجازه می دهد طیف گسترده ای از رنگ ها و ظاهر قسمت ها جوش داده شود. جوشکاری لیزر انتقال قادر به جوشکاری قطعات ضخیم تر از جوشکاری مستقیم است و از آنجا که منطقه تحت تأثیر گرما محدود به ناحیه اتصال است ، هیچ علامتی از سطوح خارجی ایجاد نمی شود (Troughton، 2008). به عکس زیر توجه کنید.

 

 

حداکثر ضخامت قسمت فوقانی توسط خواص انتقال مواد تعیین می شود. جوشکاری لیزری انتقال تنها در صورتی امکان پذیر است که بیش از 10٪ از انرژی به رابط مشترک منتقل شود. از جوشکاری لیزر انتقال می توان برای جوشکاری مواد فیلم و ورق نیز استفاده کرد. منبع لیزر دقیقاً قبل از بستن روی دو قسمت با استفاده از روش پردازش رول اسکن می شود.
مانند تمام فرآیندهای جوشکاری پلاستیک، سه پارامتر مهم فرآیند دما، زمان و فشار تاثیر گذارهستند. در جوشکاری لیزر اینها توسط قدرت لیزر، اندازه لکه لیزر، زمان تابش (سیستم ثابت یا متحرک)، وجود مواد جاذب لیزر و بار بستن کنترل می شوند.

از مزایای مشترک جوشکاری با دستگاه لیزر انتقال می توان به موارد زیر اشاره کرد: طراحی مشترک اتصالات ساده، مسطح به مسطح، امکان آب بندی هرمتیک، سرعت جوشکاری کمتر از 1 ثانیه، روش بدون تماس، عدم لرزش، تولید ذرات و قرارگیری دقیق جوش ها است. علاوه بر این، بدون آسیب سطح، تنش های باقیمانده کم، اشکال پیچیده امکان پذیر، گرمایش موضعی - عدم آسیب حرارتی به ویژگی های حساس نزدیک به جوش، چندین لایه را می توان به طور همزمان جوش داد، لایه های نازک یا انعطاف پذیر را می توان جوش داد، و فلاش کم است یا هیچ تاثیری ندارد.