آشنایی با انواع روش های جوشکاری لیزری

در این مقاله به آشنایی با انواع روش های جوشکاری لیزری خواهیم پرداخت ؛ در ادامه مقاله قبلی در  این سری از مقالات به جوشکاری لیزری پالسی (Pulsed Laser Welding) ، جوشکاری هیبریدی لیزری (Laser-Hybrid Welding) ، جوشکاری لیزری هدایت (Conduction Laser Welding) از ۱۳ نوع روش جوشکاری لیزری خواهیم پرداخت.

جوشکاری لیزری پالسی (Pulsed Laser Welding)

جوشکاری لیزری پالسی یک روش جوشکاری است که از پالس­ های لیزر برای اتصال اجزای فلزی به یکدیگر استفاده می ­نماید. این نوعی از جوشکاری لیزر است که در آن پرتو لیزر در پالس‌های کوتاه به جای اعمال پیوسته، معمولاً از نانوثانیه تا میلی‌ثانیه در مدت زمان ساطع می‌شود. هر پالس اوج قدرت بالایی از انرژی را به قطعه کار می‌رساند و به سرعت فلز را گرم نموده و سبب ذوب آن می‌شود. پالس ها با فواصل بدون تابش لیزر از هم جدا می شوند و به مواد اجازه می دهند قبل از اعمال پالس بعدی تا حدی خنک و جامد شوند.

مزیت کلیدی جوشکاری لیزری پالسی کنترلی است که بر گرمای ورودی و جوش حاصله ایجاد می­ کند. مدت زمان پالس، فرکانس پالس و سطح انرژی را می­ توان برای کنترل دقیق مقدار گرمای منتقل شده به قطعه کار تنظیم نمود. این امر اجازه می ­دهد تا کنترل بهتری بر فرآیند جوشکاری، به ویژه برای مواد حساس و  یا حساس به حرارت انجام شود، زیرا منطقه متاثر از حرارت را به حداقل می رساند و خطر اعوجاج یا آسیب مواد را کاهش می دهد.

حتما مطالعه کنید : جوشکاری و برش لیزری چیست؟

کاربردهای جوشکاری لیزر پالسی متنوع است. به طور گسترده­ای در صنایعی مانند: خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و تجهیزات پزشکی استفاده می شود. جوش لیزری پالسی برای اتصال ورق های نازک، سیم های ظریف و اجزای کوچک مناسب است. برای کاربردهای جوشکاری که در آن دقت، کنترل و حداقل حرارت ورودی بسیار مهم است، استفاده می ­گردد.

جوشکاری هیبریدی لیزری (Laser-Hybrid Welding)

جوشکاری هیبریدی لیزری یک تکنیک جوشکاری پیشرفته است که مزایای جوش لیزری و جوش قوس الکتریکی را برای ایجاد یک فرآیند اتصال بسیار کارآمد و دقیق برای اجزای فلزی ترکیب می‌کند. این شامل استفاده همزمان از یک پرتو لیزر و یک روش جوشکاری قوس الکتریکی، مانند جوشکاری قوس فلزی با گاز (GMAW) یا جوشکاری قوسی تنگستن گاز (GTAW) است.

در جوشکاری هیبریدی لیزری، پرتو لیزر به عنوان منبع حرارت اولیه عمل می کند و یک پرتو انرژی متمرکز و شدید را به محل اتصال می رساند. پرتو لیزر به سرعت فلز را گرم می کند و باعث ذوب شدن آن و تشکیل یک حوضچه جوش می شود. در همان زمان، یک فرآیند جوشکاری قوس الکتریکی، معمولاً GMAW یا GTAW، برای تامین مواد پرکننده و افزودن گرما به حوضچه جوش استفاده می‌شود.

ترکیب جوشکاری لیزر و قوس الکتریکی در جوشکاری لیزری-هیبرید مزایای متعددی را ارائه می دهد. پرتو لیزر یک منبع گرمای دقیق و موضعی را فراهم می کند و در نتیجه نفوذ عمیق و سرعت جوشکاری سریع دارد. همچنین به کاهش اعوجاج، بهبود کنترل بر فرآیند جوشکاری و افزایش کیفیت اتصال کمک می کند. روش جوشکاری قوس الکتریکی با ارائه مواد پرکننده، گاز محافظ و گرمای اضافی، لیزر را تکمیل می‌کند و در نتیجه کنترل بهتری بر حوضچه جوش و بهبود خواص متالورژیکی دارد.

جوشکاری هیبریدی لیزری در صنایع مختلفی از جمله: خودروسازی، هوافضا، کشتی سازی و ساخت تجهیزات سنگین کاربرد دارد. معمولاً برای اتصال مواد ضخیم، سازه های بزرگ و هندسه های پیچیده استفاده می شود. این فرآیند به ویژه زمانی مفید است که سرعت جوشکاری بالا، نفوذ عمیق و کیفیت جوش برتر مورد نیاز باشد.

جوشکاری لیزری هدایت (Conduction Laser Welding)

جوشکاری لیزر رسانایی نوعی فرآیند جوشکاری لیزری است که از اصل هدایت حرارتی برای اتصال اجزای فلزی به یکدیگر استفاده می کند. این یک تکنیک رایج برای جوشکاری مواد یا اجزای نازک با هدایت حرارتی کم است.

در جوشکاری لیزر رسانایی، یک پرتو لیزر به محل اتصال بین اجزای فلزی هدایت می شود. انرژی پرتو لیزر توسط قطعه کار جذب می شود و باعث گرمایش موضعی می شود. همانطور که گرما از طریق مواد پخش می شود، در امتداد اتصال هدایت می شود و به تدریج فلز را ذوب می کند و یک جوش تشکیل می دهد.

مشخصه کلیدی جوشکاری لیزر رسانایی توان لیزر نسبتا کم و زمان تعامل طولانی تر با قطعه کار است. انرژی پرتو لیزر تا حدی تنظیم می شود که امکان هدایت حرارتی کنترل شده را در طول اتصال بدون ذوب یا تبخیر بیش از حد فراهم می کند. این به حداقل رساندن اعوجاج و اندازه ناحیه متاثر از حرارت کمک می کند و آن را برای جوشکاری مواد نازک یا ظریف مناسب می ­نماید.

جوشکاری لیزر رسانا چندین مزیت دارد. از جمله مزایی آن کنترل دقیق بر فرآیند جوشکاری می­باشد، زیرا رسانش گرما امکان ذوب تدریجی و کنترل شده فلز را فراهم می کند. این فرآیند جوش هایی با حداقل تخلخل و کاهش خطر نقص تولید می کند. همچنین در مقایسه با سایر تکنیک های جوشکاری کمتر مستعد پاشش است.

این روش جوشکاری در صنایع مختلفی از جمله: الکترونیک، تجهیزات پزشکی و ساخت جواهرات کاربرد دارد. معمولاً برای اتصال اجزایی با دیواره های نازک یا مواد غیرمشابه که نیاز به جوشکاری دقیق و کنترل شده بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری آنها دارند، استفاده می­گردد.