جوش لیزر چیست؟
رپورتاژ آگهی| جوشکاری روشی است که به منظور اتصال مستحکم قطعات به یکدیگر به کار می‌رود؛ جوش قطعات دارای روش‌های مختلفی است که هر کدام در صنایع متفاوتی کاربرد دارد.
روش‌های جوشکاری به دو روش اصلی جوشکاری ذوبی و جوشکاری غیر ذوبی یا جامد تقسیم می‌شود؛ روش جوشکاری ذوبی با توجه به پیشرفت فناوری دارای حالت‌های مختلف است که متداول‌ترین روش آن، جوش لیزری است.
در روش جوش لیزری از طریق ایجاد پرتوی لیزر و ایجاد حرارت و همچنین با سرعت و کیفیت بالایی، فرایند جوش را به وجود می‌آورد.
.
در این روش، ابتدا اپراتور به وسیله تورچ یا همان تفنگ جوش لیزری، پرتو را روی سطح کار و قطعه مورد نظر می‌تاباند که این کار موجب باعث تشکیل حوضچه مذاب و ایجاد حرارت می‌شود؛ سپس اپراتور فرایند جوشکاری و اتصال قطعات را آغاز می‌کند.
انواع جوش لیزر بر اساس نحوه اتصال
دستگاه جوش لیزر با استفاده از روش‌های مختلف قابلیت جوش انواع فلزات مختلف به یکدیگر و جوش فلزات آلیاژی را دارد؛ در ادامه به بررسی جزییات این روش‌ها پرداخته می‌شود:
جوشکاری نقطه‌ای
در این روش پرتوی لیزر توسط تورچ به صورت نقاط کوچک روی سطح قطعات فلزی تابیده می‌شود؛ از این روش برای اتصال نقاط خاص در قطعات فلزی کوچک و دقیق استفاده می‌شود.
جوش لیزری خطی
جوش لیزری خطی می‌تواند دو قطعه یا ورق را به صورت کامل به یکدیگر متصل کند؛ در جوش لیزری خطی، عملیات جوش به صورت پیوسته انجام می‌شود. کاربرد این روش در ساخت موتور، ساخت وسایل مخابراتی، ساخت قطعات الکترونیک و … است.
انواع جوش لیزری خطی بر اساس نحوه کار
جوش لیزری موازی
روش جوش لیزری روی هم یکی از پرکاربرد ترین روش‌های جوش لیزری است که فرایند کاری آن بسیار ساده است؛ در این حالت باید قطعات مورد نظر روی هم قرار گیرند تا فرایند اتصال توسط پرتوی لیزر انجام شود.
جوشکاری لیزری عمودی
در روش جوشکاری لیزری ۹۰ درجه یا همان عمودی که دارای مقاومت بالایی است، قطعات را باید به صورت زاویه‌ای قرار داد تا فرایند جوش انجام شود؛ در این روش باید به این نکته توجه کرد که از هر دو طرف متریال می‌توان جوشکاری کرد.
جوشکاری لیزری بخیه
در روش جوشکاری بخیه با همان لب به لب می‌توان با قابلیت جوش با پهنای کمتر از 1 میلی‌متر، لبه‌های دو قطعه را به راحتی به هم جوش داد؛ روش بخیه منجر به افزایش مقاومت محل اتصال جوش قطعات می‌شود.
در هنگام انجام این نوع جوشکاری لیزری، دقت بالایی نیاز است؛ برای این کار می‌توان در کنار متریال مورد نظر برای جوش، یک راهنما یا خط کش قرار داد.
منبع جوشکاری لیزری
امروزه با پیشرفت تکنولوژی، فناوری جوشکاری لیزری نیز بسیار پیشرفته از روش‌های قدیمی شده است؛ این تحول صنایع جهانی را به سوی عصر جدیدی از تولیدات هوشمند، پیش برده است.
با استفاده از سورس لیزر فایبر که در دستگاه‌های جوشکاری لیزری همانند دستگاه فایبر مارکینگ به کار رفته است، عملیات جوش به صورت یک فرایند با کیفیت، دقت، راندمان و سرعت بالا انجام می‌شود.
مزایای جوش لیزر
روش جوش لیزری نسبت به سایر روش‌های قدیمی دارای مزایای فراوانی است که در ادامه به موارد آن اشاره شده است:
- عدم نیاز به متخصص جوشکاری
- افزایش سرعت و کیفیت جوشکاری
- دارای تورچ جوش با کاربری بسیار آسان
- استفاده از نازل‌های متنوع جوش
- حذف موارد پرداخت (فرز کاری) و پولیش کاری
- کاهش هزینه‌ها و آلودگی
- جوش قطعات با استحکام بسیار زیاد
- توانایی جوشکاری همراه با سیم جوش (وایر) یا بدون سیم
- کاهش هزینه و انرژی
- کاهش خطرات ناشی از تشعشعات جوشکاری برای اپراتور
- حمل و نقل آسان دستگاه
- تاثیر حرارتی بسیار اندک در قطعه کار
- امکان جوشکاری فلزات ناهمگون به یکدیگر(مانند آهن به استیل)
معایب دستگاه جوش لیزری
روش جوش لیزری (Laser beam welding) علاوه بر مزایای دستگاه جوش لیزری دارای معایبی نیز است:
- در این روش محدودیت در ضخامت ورق برای جوشکاری وجود دارد.
- هزینه و قیمت بالای دستگاه جوش لیزری بالاست.
- این فناوری به دقت مونتاژ بالایی در طول پردازش نیاز دارد تا از انحراف پرتو لیزر بر روی قطعات جلوگیری شود.
- جوش لیزری به‌دست‌آمده نازک‌تر از جوشی است که با پرتوهای الکترونی به دست می‌آید، و این فرایند را برای جوشکاری فلزاتی که بسیار بازتابنده و شفاف هستند، نامناسب می‌کند.
کاربردهای جوش لیزری
با توجه به دقت، کیفیت و سرعت انجام جوش لیزری می‌توان از آن در صنایع مختلفی استفاده کرد که شامل موارد زیر است:
- صنعت الکترونیک
- صنعت تجهیزات پزشکی
- صنعت دکوراسیون
- صنعت خودروسازی
- صنعت هوافضا و هوانوردی
- صنعت تابلوسازی
انتخاب گاز محافظ برای جوش لیزر
گاز محافظ یا گاز پوششی نقش مهمی در فرایند جوش لیزری دارد و می‌تواند در سرعت جوش، شکل و ریز ساختارهای آن تاثیر بگذارد؛ از گاز محافظ به منظور محافظت قطعات از اکسید شدن، محافظت از لنزها و شیشه محافظ هد و استخر مذاب در حین فرایند جوشکاری لیزری استفاده می‌شود.
برای این کار اغلب از گاز آرگون، نیتروژن، هوا و گازهای دیگر به عنوان گاز محافظ استفاده می‌شود.
در ادامه به بررسی نوع گاز مناسب برای جوش لیزری می‌پردازیم:
گاز آرگون
گاز آرگون نسبت به سایر گازهای محافظتی در جوش لیزری قیمت بالاتری دارد؛ همچنین نسبت به یونیزاسیون پلاسمای فلزی در دمای بالا حساس است که موجب نرسیدن بخشی از پرتو لیزر به قطعات و کاهش قدرت موثر لیزر در فرایند جوشکاری لیزری می‌شود.
با این حال پیشنهاد می‌شود از این گاز با توجه به تاثیر و نفوذ پرتوی لیزر در جوشکاری برای اتصال مقاوم بهتر است فقط در جوش قطعات آلومینیومی استفاده شود.
گاز نیتروژن
گاز نیتروژن به عنوان یکی از گازهای ارزان و قابل دسترس نام برد؛ از این گاز به دلیل جذب بیشتر و گاهی اوقات منافذی که در ناحیه همپوشانی در جوشکاری لیزری ایجاد می‌کند، در جوشکاری لیزری متریال‌های فلزی استفاده می‌شود.
مقایسه جوش لیزر با سایر روش‌های جوشکاری
برای مقایسه جوش لیزری و جوش سنتی می‌توان گفت که جوش لیزر به دلیل حفاظت از محیط زیست، بدون ایجاد آلودگی، جوش دقیق ماشین آلات، حداقل آلودگی صوتی و نوری و ... مورد استفاده قرار می‌گیرد.
جوش لیزری دارای ویژگی‌هایی مانند کیفیت خوب در محصولات نهایی، کارایی جوش بالا و بدون نیاز به پولیش کاری در بسیاری از صنایع به طور گسترده کاربرد دارد.
در مقایسه جوش لیزری و جوش سنتی باید به این نکته اشاره کرده که هزینه نیروی کار جوش لیزری بسیار کمتر است، جوشکاری سنتی نیاز به جوشکار حرفه‌ای دارد که هزینه را چند برابر خواهند کرد.
