انواع جوشکاری لیزری و کاربردهای آن

هدف و انواع جوشکاری لیزری و کاربردهای آن چیست؟ هدف از جوشکاری لیزر، اتصال دو یا چند قطعه ماده با استفاده از پرتو لیزر متمرکز است. این تکنیکی است که مزایای متعددی نسبت به روش های جوشکاری سنتی مانند جوشکاری قوس الکتریکی یا جوشکاری مقاومتی دارد. هدف اولیه از جوشکاری لیزری ایجاد جوش های قوی و دقیق در مواد و کاربردهای مختلف می ­باشد.

در ادامه مقاله قبلی در  این سری از مقالات به جوش لیزری فیبر (Fiber Laser Welding) و جوش نقطه­ ای لیزری (Laser Spot Welding) از ۱۳ نوع روش جوشکاری لیزری خواهیم پرداخت.

جوش لیزری فیبر (Fiber Laser Welding)

جوشکاری لیزر فیبر یک فرآیند جوشکاری است که از لیزر فیبر به عنوان منبع انرژی برای اتصال قطعات فلزی به یکدیگر استفاده می­ نماید. جوشکاری لیزر فیبر از یک پرتو لیزر متمرکز برای تولید گرما و ذوب فلز استفاده کرده و یک اتصال جوش ایجاد می ­نماید. این لیزر با مهار نور پمپ ساطع شده از دیود ها کار می ­کند. نور ساطع شده به یک کابل فیبر نوری هدایت می شود. در داخل کابل، از اجزای نوری برای تولید یک طول موج خاص و تقویت آن استفاده می­  گردد و در نهایت، پرتو لیزر تولید شده با دقت شکل می­ گیرد و برای کاربرد مورد نظر خود رها می شود. این فرآیند شامل مراحل متوالی استفاده از دیودهای لیزر برای انتشار نور، انتقال آن از طریق کابل فیبر نوری، دستکاری طول موج و شدت از طریق اجزای نوری و در نهایت تحویل پرتو لیزر مورد نظر است که در نتیجه یک ابزار جوشکاری بسیار کارآمد و قدرتمند می­ باشد.

همانطور که در خدمات جوش لیزر فایبر Fiber ذکر شد ، جوشکاری لیزر فیبر دارای ویژگی های بسیاری از جمله: دقت، کنترل، سرعت و حداقل اعوجاج مواد جوش داده شده می ­باشد که در بخش تولید مطلوب است، منبع حرارت متمرکز لیزر فیبر امکان کنترل دقیق بر فرآیند جوشکاری را فراهم و آن را برای جوشکاری مواد نازک و ظریف مناسب می­ نماید . گرمایش و سرمایش سریع که توسط لیزر فیبر تسهیل می‌شود منجر به زمان‌های جوشکاری سریع‌تر در مقایسه با تکنیک‌های جوشکاری سنتی می‌شود. یکی از مزایای قابل توجه جوشکاری لیزر فیبر، چگالی توان بالای آن است که امکان جوشکاری با نفوذ عمیق را فراهم می کند.به این امر دلیل لیزر فیبر برای مواد ضخیم و کاربردهایی که به جوش های قوی و با نفوذ کامل نیاز دارند، مناسب می ­باشد.

جوشکاری لیزر فیبر در صنایع مختلفی از جمله: خودروسازی، هوافضا، الکترونیک، پزشکی، دفاعی و ساختمانی کاربرد دارد. معمولاً در صنعت خودرو برای اتصال اجزای ساختاری و قطعات شاسی، در بخش هوافضا برای ساخت اجزای موتور هواپیما و عناصر ساختاری، در صنعت الکترونیک برای جوشکاری کنتاکت­های الکتریکی و ریز مدارها، در صنایع پزشکی و ساختمانی به ترتیب برای دستگاه هایی مانند استنت قلب و جوش میز و قاب پنجره و در صنایع دفاعی برای جوش دادن قاب­ ها و صفحات زرهی خودروهای زرهی و تانک­ ها استفاده می­ گردد.

جوش نقطه ­ای لیزری (Laser Spot Welding)

از دیگر انواع جوشکاری لیزری و کاربردهای آن می توان به جوش نقطه ­ای لیزری یا Laser Spot Welding اشاره نمود ؛ جوش نقطه ­ای لیزری یک تکنیک جوشکاری است که از پرتو لیزر متمرکز برای ایجاد جوش در مناطق کوچک و موضعی استفاده می­ نماید. فرآیند جوشکاری نقطه ­ای لیزری شامل هدایت یک پرتو لیزر پرانرژی بر روی قطعه کار است که باعث ذوب شدن فلز و تشکیل جوش می­ گردد. نقطه لیزر متمرکز چگالی توان بالایی را ارائه می دهد که منجر به گرم شدن سریع و ذوب موضعی فلز می­ شود و مواد مذاب برای ایجاد یک اتصال جوش قوی و قابل اعتماد جامد می شوند.

حتما مطالعه کنید : تاریخچه و هدف استفاده از روش TWB

لیزر جوش نقطه­ ای چندین مزیت دارد. در مرحله اول، دقت بالایی را امکان پذیر می­ کند و برای جوشکاری قطعات ظریف یا کوچک مناسب می ­باشد. جوش نقطه‌ای لیزری، پرتو لیزر را در یک نقطه متمرکز می‌کند که معمولاً از ۰.۱ تا ۲ میلی‌متر قطر دارد. منطقه کوچک متاثر از حرارت، خطر اعوجاج یا آسیب به مواد اطراف را کاهش می­ دهد. علاوه بر این، ماهیت غیر تماسی جوش نقطه ای لیزری، احتمال آلودگی یا علائم سطحی روی قطعه کار را به حداقل می رساند.

جوش نقطه­ ای لیزری در طیف وسیعی از کاربردها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از کاربردهای رایج جوش کویل است، به ویژه در الکترونیک و مهندسی برق، که در آن جوش­های نقطه ای زیر ۱۰۰ میکرون مورد نیاز است، همچنین جوشکاری نقطه­ ای لیزری نیز در زمینه پزشکی برای ساخت دستگاه های پزشکی و ایمپلنت ها مورد استفاده قرار می­ گیرد.