جوشکاری لیزری چیست ؟

روش‌های گوناگونی برای جوشکاری وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. در میان این روش‌ها، جوشکاری لیزری به عنوان یک روش جدید و پیشرفته شناخته می‌شود که با استفاده از پرتو لیزر، اتصال بسیار دقیق و با کیفیتی را ایجاد می‌کند.

اما جوشکاری لیزری دقیقاً چیست و چه ویژگی‌هایی آن را از سایر روش‌های جوشکاری متمایز می‌کند؟ این سوالی است که در این مطلب به آن پاسخ خواهیم داد و به بررسی جنبه‌های مختلف این فناوری خواهیم پرداخت.

جوشکاری لیزری چیست؟

جوشکاری لیزری، روشی است که از پرتو لیزر و اشعه متمرکز به عنوان منبع حرارتی برای اتصال قطعات فلزی استفاده می‌کند. در این روش، پرتو لیزر با شدت بالا به سطح قطعه تابانده می‌شود و انرژی آن به گرما تبدیل شده و باعث ذوب موضعی ماده در محل اتصال می‌شود.

این ذوب موضعی با ایجاد حوضچه مذاب و انجماد آن، اتصال دائمی بین قطعات را فراهم می‌کند. ویژگی بارز جوشکاری لیزری، تمرکز بالای انرژی در ناحیه‌ای بسیار کوچک است که منجر به ایجاد جوش‌های باریک، عمیق و با سرعت بالا می‌شود. به همین دلیل، منطقه متاثر از حرارت در این روش بسیار کوچک است که از تغییر خواص ماده در نواحی اطراف جوش جلوگیری می‌کند. این ویژگی در جوشکاری مواد حساس به حرارت یا قطعات دقیق، اهمیت ویژه‌ای دارد.

کاربردهای جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری به دلیل دقت بالا، سرعت زیاد و قابلیت اتوماسیون، در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، پزشکی و الکترونیک کاربرد زیادی پیدا کرده است. این روش قابلیت جوشکاری انواع مختلف فلزات از جمله فولادهای کربنی، فولادهای ضد زنگ، آلومینیوم، تیتانیوم و همچنین برخی از غیرفلزات مانند پلاستیک‌ ها و سرامیک‌ ها را دارد.

•  صنعت الکترونیک
• صنعت خودرو
• صنعت هوافضا
• صنعت پزشکی
• جواهرسازی در جواهرسازی
• ساخت کالاهای تزئینی

مهمترین ابزارهای جوشکاری

لیست ابزارهای جوشکاری

دستگاه جوش لیزری

دستگاه جوش لیزری، ابزاری پیشرفته برای اتصال مواد مختلف، به ویژه فلزات، با استفاده از پرتو لیزر متمرکز است. این دستگاه با تاباندن پرتو لیزر با شدت بالا به نقطه اتصال، حرارت بسیار زیادی ایجاد می‌کند که منجر به ذوب موضعی ماده و ایجاد اتصال دائمی می‌شود.

 دستگاه‌های جوش لیزری در توان‌های مختلف و با انواع لیزرهای گوناگون مانند لیزر فایبر، لیزر Nd:YAG و لیزر دیود تولید می‌شوند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.

استفاده از دستگاه جوش لیزری مزایای متعددی نسبت به روش‌های سنتی جوشکاری دارد. از جمله این مزایا می‌توان به ایجاد جوش‌های بسیار ظریف و تمیز، عدم نیاز به الکترود جوشکاری و مواد مصرفی جانبی (در بسیاری از موارد)، قابلیت جوشکاری مواد مختلف با ضخامت‌های گوناگون و امکان کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری اشاره کرد. این دقت و کنترل بالا، امکان جوشکاری قطعات بسیار حساس و دقیق را نیز فراهم می‌کند. همچنین، سرعت بالای جوشکاری لیزری باعث افزایش بهره‌وری و کاهش زمان تولید می‌شود.

معرفی انواع اتصالات جوشکاری

انواع اتصالات جوشکاری

انواع دستگاه جوش لیزری

• دستگاه جوش لیزری خطی
• دستگاه نقطه جوش لیزری
• دستگاه جوش طلا و میکرو قطعات

دستگاه جوش لیزری خطی، دقت و سرعت بی‌ نظیر

این نوع دستگاه برای ایجاد جوش‌ های پیوسته و خطی در طول یک مسیر مشخص استفاده می‌شود. در این روش، پرتو لیزر به صورت مداوم در طول مسیر جوش حرکت می‌کند و اتصال پیوسته‌ای بین قطعات ایجاد می‌کند.

دستگاه‌های جوش لیزری خطی در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و ساخت قطعات فلزی بزرگ کاربرد دارند. این دستگاه‌ها قادر به جوشکاری ورق‌  فلزی با ضخامت‌های مختلف از جمله جوشکاری ورق نازک و ایجاد جوش‌های مقاوم و با کیفیت هستند.

معرفی دستگاه نقطه جوش لیزری

این دستگاه برای ایجاد جوش‌های نقطه‌ای و موضعی استفاده می‌شود. در این روش، پرتو لیزر به صورت پالسی و در نقاط مشخص به قطعه تابانده می‌شود و اتصال در همان نقاط ایجاد می‌شود.

دستگاه‌های نقطه جوش لیزری برای اتصال قطعات نازک، قطعات الکترونیکی و یا در مواردی که نیاز به اتصال سریع و موقت است، استفاده می‌شوند. این دستگاه‌ ها دقت بسیار بالایی در ایجاد نقاط جوش دارند و می‌توانند اتصالات بسیار ظریفی را ایجاد کنند.

دستگاه جوش طلا و میکرو قطعات، جوشکاری دقیق و ظریف

این دسته از دستگاه‌ها به طور خاص برای جوشکاری قطعات بسیار کوچک و ظریف مانند جواهرات، قطعات الکترونیکی و قطعات پزشکی طراحی شده‌اند.

این دستگاه‌ها دقت بسیار بالایی در کنترل پرتو لیزر و پارامترهای جوشکاری دارند و قادر به ایجاد جوش‌های بسیار ریز و دقیق بدون آسیب رساندن به قطعات حساس هستند. دستگاه‌های جوش طلا و میکرو قطعات از لیزرهای با توان پایین و با قابلیت تمرکز بسیار بالا استفاده می‌کنند.

انواع جوش لیزری بر اساس روش انجام

• جوشکاری لیزری لب به لب
• جوشکاری لیزری ۹۰ درجه
• جوش لیزری روی هم

جوشکاری لیزری لب به لب

در جوشکاری لیزری لب به لب، لبه‌ های دو قطعه کار به صورت مستقیم و در امتداد یکدیگر قرار می‌گیرند و پرتو لیزر به محل اتصال تابانده می‌ شود. این روش برای اتصال قطعات با ضخامت‌ های مشابه و جنس یکسان مناسب است. جوشکاری لب به لب با نفوذ کامل یا جزئی انجام میشود.

در نفوذ کامل، پرتو لیزر به طور کامل ضخامت قطعات را ذوب می‌ کند و جوشی با استحکام بالا ایجاد می‌کند. در نفوذ جزئی، تنها بخشی از ضخامت قطعات ذوب می‌ شود و جوشی با استحکام کمتر ایجاد می‌ شود.

کیفیت جوش در این روش به پارامترهای مختلفی مانند توان لیزر، سرعت جوشکاری، نوع و خلوص گاز محافظ و فاصله کانونی بستگی دارد. جوشکاری لب به لب به دلیل سادگی و سرعت بالا، یکی از رایج‌ ترین روش‌های جوشکاری لیزری است و در صنایعی مانند خودروسازی و الکترونیک کاربرد فراوانی دارد.

جوشکاری لیزری ۹۰ درجه

در جوشکاری لیزری ۹۰ درجه، دو قطعه کار با زاویه ۹۰ درجه نسبت به یکدیگر قرار می‌گیرند و پرتو لیزر به محل اتصال تابانده می‌ شود. این روش برای اتصال قطعاتی که نمی‌توان آن‌ها را به صورت لب به لب کنار هم قرار داد، استفاده می‌شود. جوشکاری ۹۰ درجه برای اتصال ورق‌ های فلزی با ضخامت‌های متفاوت استفاده می‌ شود و جوشی با شکل مثلثی ایجاد می‌کند.

کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری در این روش بسیار مهم است زیرا حرارت بیش از حد می‌تواند منجر به تغییر شکل یا سوختن قطعات شود. جوشکاری ۹۰ درجه در صنایعی مانند ساخت و ساز، کشتی‌سازی و صنایع سنگین کاربرد دارد.

جوش لیزری روی هم

در جوشکاری لیزری روی هم، دو قطعه کار با کمی همپوشانی روی یکدیگر قرار می‌ گیرند و پرتو لیزر به محل همپوشانی تابانده می‌ شود. این روش برای اتصال ورق‌ های نازک فلزی بسیار مناسب است و جوشی با سطح مقطع وسیع و استحکام بالا ایجاد می‌ کند. جوشکاری روی هم به دلیل توزیع یکنواخت تنش، مقاومت بالایی در برابر خستگی و ارتعاشات دارد.

این روش در صنایعی مانند الکترونیک، بسته‌ بندی و ساخت لوازم خانگی کاربرد فراوانی دارد. در جوشکاری روی هم، کنترل دقیق پارامترهای لیزر و استفاده از گاز محافظ مناسب برای جلوگیری از اکسیداسیون بسیار مهم است.

انواع جوشکاری لیزری بر اساس نحوه اتصال

جوش لیزری نقطه‌ ای

در جوشکاری لیزری نقطه‌ ای، پرتو لیزر به صورت پالس‌ های کوتاه و متمرکز به محل اتصال دو قطعه تابانده می‌ شود. این پالس‌ ها باعث ذوب موضعی فلز در نقطه مورد نظر و ایجاد یک جوش کوچک و دایره‌ ای شکل می‌ شوند.

اندازه و عمق جوش ایجاد شده به پارامترهایی مانند انرژی پالس لیزر، مدت زمان پالس و جنس مواد بستگی دارد. جوشکاری لیزری نقطه‌ ای برای اتصال قطعات کوچک و نازک، به ویژه در صنعت الکترونیک و جواهرسازی، بسیار مناسب است.

این روش سرعت بالایی دارد و به دلیل تمرکز بالای انرژی، حرارت ورودی به قطعه کار کم است و از تغییر شکل و آسیب به مناطق اطراف جوش جلوگیری می‌شود. همچنین، جوشکاری لیزری نقطه‌ ای قابلیت اتوماسیون بالایی دارد و در جوش های تولید انبوه با دقت و سرعت بالا مورد استفاده قرار گیرد.

جوش لیزری خطی

در جوشکاری لیزری خطی، پرتو لیزر به صورت پیوسته در امتداد خط اتصال دو قطعه حرکت می‌کند و باعث ذوب و اتصال آن‌ ها می‌ شود. این روش برای ایجاد جوش‌های پیوسته و طولانی در قطعات با ضخامت‌های مختلف مناسب است.

جوشکاری لیزری خطی با نفوذ کامل یا جزئی انجام میشود. در نفوذ کامل، پرتو لیزر به طور کامل ضخامت قطعات را ذوب می‌ کند و جوشی با استحکام بالا ایجاد می‌ کند.

در نفوذ جزئی، تنها بخشی از ضخامت قطعات ذوب می‌ شود. سرعت جوشکاری، توان لیزر، نوع و سرعت جریان گاز محافظ از جمله پارامترهای مهم در جوشکاری لیزری خطی هستند.

این روش در صنایعی مانند خودروسازی، هوافضا و ساخت مخازن کاربرد گسترده‌ای دارد و امکان ایجاد جوش‌هایی با کیفیت بالا و ظاهر مناسب را فراهم می‌کند.

مزایای جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود در بسیاری از صنایع به عنوان یک روش پیشرفته و موثر شناخته شده است. این روش به دلیل دقت بالا و سرعت زیاد، به کاربران این امکان را می‌دهد تا اتصالات دقیق و مقاوم ایجاد کنند.

یکی از مزایای مهم جوشکاری لیزری، توانایی انجام جوشکاری‌های ظریف است که به ویژه در صنایع حساس مانند الکترونیک و جواهرسازی بسیار مفید است.

همچنین، جوشکاری لیزری مصرف انرژی کمتری نسبت به روش‌های دیگر دارد که این امر به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

قابلیت جوشکاری انواع فلزات و پلاستیک‌ها با استفاده از این روش، آن را به گزینه‌ای کاربردی در صنایع مختلف تبدیل کرده است. همچنین، یکی از مزایای بارز جوشکاری لیزری، عدم نیاز به گاز محافظ است که این ویژگی علاوه بر کاهش هزینه‌ها، کار با این روش را آسان‌تر می‌کند.

• دقت و سرعت بالا در جوشکاری
• انجام جوشکاری ظریف
• مصرف پایین برق و انرژی
• قابلیت جوشکاری انواع فلزات
• قابلیت جوشکاری پلاستیک
• عدم نیاز به گاز محافظ

معایب جوشکاری لیزری

با وجود مزایای فراوان جوشکاری لیزری، برخی معایب نیز برای این روش وجود دارد. اما این معایب در مقایسه با ویژگی‌های مثبت و مزایای جوشکاری لیزری نسبتاً کم اهمیت هستند. در ادامه به برخی از این معایب اشاره می‌کنیم:

• محدودیت در ضخامت ورق
• بازده تبدیل انرژی پایین
• نیاز به تجربه و مهارت بالا

نحوه و روش انجام جوشکاری لیزری

جوشکاری لیزری به روش‌هایی انجام می‌شود که در آن از دستگاه‌های جوشکاری لیزری استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها با متمرکز کردن اشعه لیزر و گرما به قسمت‌های مشخصی از قطعه کار، فرایند جوشکاری را انجام می‌دهند. عملیات جوشکاری لیزری می‌تواند به دو صورت متمرکز یا دستی انجام گیرد، که بسته به نوع کار و نیاز، انتخاب می‌شود.

در ابتدا، قطعه کار یا ورق‌ها باید به‌طور دقیق آماده شوند و در محل مورد نظر که قرار است اشعه و گرما متمرکز شوند، قرار بگیرند. سپس دستگاه لیزر روشن شده و اشعه لیزر به سطح مورد نظر تابیده می‌شود. این اشعه باعث ایجاد حرارت زیاد شده و حوضچه مذاب در قطعه کار ایجاد می‌کند. این فرآیند باعث می‌شود که دو قطعه به یکدیگر جوش بخورند.

جوشکاری لیزری با قابلیت جوش دادن مواد مختلف و استفاده از روش‌های گوناگون، انعطاف‌پذیری بالایی دارد. این فرآیند می‌تواند در صنایع مختلف با انواع متریال‌ها برای ایجاد اتصالات دقیق و مقاوم به کار رود.

در نهایت

در نتیجه، جوشکاری لیزری با دقت بالا، سرعت و کارایی مطلوب، گزینه‌ ای مناسب برای صنایع مختلف از جمله خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و پزشکی است. این فناوری با ایجاد جوش‌ های تمیز و باکیفیت بدون آسیب به مواد اطراف، کاربردی و قابل‌اعتماد است.

امتیاز ۵ از ۵ – ۱ رای

در حال ثبت رای