ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر

در ادامه مقاله مقایسه جوش TIG و جوش لیزر ND:YAG در ترمیم قالب پلاستیک امروز به ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر خواهیم پرداخت . صنعت قالبسازی به راحتی فرآیند ترمیم را پذیرفته و در ۵ سال گذشته بیش از ۳۵۰۰ قالب با موفقیت برای قالب سازان در سراسر کشور تعمیر شده ، میز CNC چند کاره کاملاً خودکار با چهار محور X-Y-Z ، روتاری، میکروسکوپ استریو و جوی استیک تأثیر چشمگیری در سهولت این فرآیند داشته است.

برای مثال در شکل شماره (۱)  تمام ترک ­های موجود در سطح قالب توسط میکروسکوپ استریو نمایش داده شده است.

تمام ترک ­های موجود در سطح قالب توسط میکروسکوپ استریو نمایش داده شده است (تصویرشماره ۱)

فیلرها یکی دیگر از موارد پر کاربرد در تعمیر قالب­ ها می­ باشند و از جمله ویژگی آنها می ­توان به پرکنندگی شان اشاره نمود. در واقع هنگامی که قسمتی از یک قالب آسیب دیده باشد فیلرها نقش پرکن را در آن قسمت ایفا می­ کنند و پرتوی لیزر آنها را با مواد قالب ذوب می ­کند به طوری که تفاوت محسوسی بین آنها مشاهده نمی ­شود(شکل شماره ۲)

هنگامی که قسمتی از یک قالب آسیب دیده باشد فیلرها نقش پرکن را در آن قسمت ایفا می کنند (شکل شماره ۴)

افزودن مواد پرکننده می ­تواند هم به صورت دستی و هم به صورت خودکار انجام شود. در ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر که فیلرگذاری به صورت دستی انجام می گردد، سیم با دست اپراتور در تماس مستقیم می­ باشد و تمیزی آن کاملا به مهارت اپراتور وابسته است. و همچنین ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر در فرآیند خودکار از سیستم تغذیه سیم پرکننده خودکار با یکی از سیستم های جوشکاری لیزر Nd: YAG پالس خودکار که سرعت جوش را برای ترمیم قالب تقویت می­ کند استفاده می­ شود.

اندازه سیم پرکننده در ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر

مراحل انتخاب اندازه سیم پرکننده مورد استفاده در ترمیم قالب با استفاده از لیزر با فیلر بستگی به موارد زیر دارد:

• ضخامت ناحیه قالب برای ترمیم.
• حجم مواد لازم برای ساخت محل تعمیر.

اندازه قطر سیم پرکننده مورد استفاده ممکن است از ۰.۰۰۳ تا ۰.۰۲۰ اینچ باشد. معمولا برای به حداقل رساندن انرژی/ پالس لیزر  از سیم­ های با قطر کوچک تر استفاده شود و در نتیجه  ورود کمترین میزان گرما در هنگام نیاز به کمترین اعوجاج منطقه مورد تعمیر را داریم. هنگامی که منطقه تعمیر نسبتاً بزرگ و نیاز به ضخامت بیشتری از مواد پرکن باشد از سیم های با قطر بزرگتر استفاده می شود.

نوع سیم پرکننده در ترمیم قالب با استفاده از فیلر

انتخاب نوع سیم پرکننده به موارد زیر بستگی دارد:

• نوع قالب در حال تعمیر.
• سختی مورد نیاز فلز جوش.
• وضعیت منطقه تعمیر: آیا نیاز به لبه سازی می­ باشد؟ (شکل شماره ۳) آیا ترک وجود دارد؟ (شکل شماره ۴)
• تجزیه و تحلیل آنچه باعث ایجاد صدمه در قالب شده است.

شکل شماره (۳)

شکل شماره (۴)

سختی فلز جوش در فیلر

 سختی فلز جوش بسته به موارد زیر متفاوت است:

• مواد قالب در حال تعمیر
• نوع مواد پرکننده مورد استفاده.
• انتخاب پارامتر لیزر، که در رقیق شدن مواد پرکننده با مواد قالب پایه تأثیر به سزایی دارد.

جنس فلزات قابل تعمیر با جوش لیزری

فلزات زیر با موفقیت بوسیله جوش لیزری تعمیر شده اند:

1. S-7
2.  H-13
3.  P-20
4.  NAK-55
5.  D2
6.  A2
7.  A6
8.  M2
9.  410 SS
10.  420 SS
11.  440 SS
12.  Elmax
13.  Aermet
14.  CPM9V
15.  aluminium آلیاژها
16.  بریلیم مس
17. و آلیاژهای خانواده اینکونل، کروم و کبالت.

موادی که قالب از آنها ساخته شده است مواد پیچیده­ای هستند، برای موفقیت در جوشکاری زمینه متالورژی مواد در درک چگونگی تعامل این مواد پایه با حرارت جوشکاری و نوع مواد پرکننده ضروری است هرچه تعامل ماده بیشتر درک شود، احتمال آسیب و عدم موفقیت در آینده در منطقه تعمیر کمتر می­شود.

به طور خاص، باید از ترک خوردگی جوش جلوگیری شود. ترک­ها در این مواد نسبتاً سخت می­توانند به سرعت پخش شوند و منجر به خرابی قسمت جوش داده شوند، استفاده از مواد پر کننده اشتباه یا تکنیک­های نادرست جوشکاری به راحتی می­تواند منجر به ترک خوردگی در جوش شود و آنالیز متالوگرافی برای فیلرها  و مواد پایه قالب تاثیر چشمگیری در این مهم دارد. به طور کلی هرچه میزان کربن بیشتر باشد حساسیت ترک در جوش بیشتر است.

منابع : سایت moldmakingtechnology , سایت alphalaser-us , سایت researchgate , سایت interempresas