یکی از روش های مدرن در جوشکاری که امروزه از آن در صنایع استفاده می شود جوشکاری لیزری است. جوشکاری لیزری از زیر مجموعه های جوش ذوبی است و با رشد علم و تکنولوژی استفاده از آن فراگیر شده است. اولین جوابی که در پاسخ جوشکاری لیزری چیست می توان داد این است که، جوشکاری است که با کمک پرتو لیزر انجام می شود. در واقع پرتو های لیزری با ایجاد حرارت و گرمای لازم فرایند ذوب شدن و جوش را به وجود می آروند.
جوشکاری یکی از مهم ترین روش هایی است که به وسیله آن می توان دو قطعه را به یکدیگر متصل کرد و جوش داد. جوشکاری دارای روش های مختلفی است که هر کدام از آنها در موارد مختلف و متنوعی کاربرد دارند و از جمله اصلی ترین روش های جوشکاری می توان به دو روش اصلی جوشکاری ذوبی و جوشکاری حالت جامد یا غیر ذوبی اشاره کرد که هر کدام از این روش ها و انواع نیز خود دارای زیر مجموعه هایی هستند. یکی از انواع مهم جوشکاری که از گذشته تاکنون مورد استفاده قرار می گیرد جوشکاری ذوبی است که با توجه به رشد علم و تکنولوژی دارای روش های مختلف و حالت های متفاوتی است و از روش های نوین و مدرن آن می توان به جوش لیزری اشاره کرد. جوشکاری لیزری از انواع جوشکاری ذوبی است که به کمک ایجاد حرارت و تابش اشعه ، فرایند جوش را به وجود می آورد.
جوش لیزری و استفاده از دستگاه جوش لیزر به دلیل مزایای فراوانی که دارد، در صنایع مختلفی استفاده می شود و کاربرد های گسترده ای دارد.
• هوافضا
• الکترونیک
• پزشکی
در کل، جوشکاری لیزری یک فناوری پیشرفته و دقیق است که مزایای بسیاری نسبت به روش های سنتی جوشکاری دارد. استفاده از این فناوری در صنایع مختلف رو به افزایش است و پیش بینی می شود که در آینده کاربرد های گسترده تری پیدا کند.
• دقت بالا
• سرعت بالا
• حرارت ورودی کم
• قابلیت جوشکاری مواد مختلف
با اینکه احتمالاً می‌دانید ماهیت لیزر و نور معمولی، یکسان و هر دو موجی الکترومغناطیسی هستند؛ اما یک لیزر می‌تواند از نور معمولی یک لامپ بزرگ یا حتی نور حاصل از فلش عکاسی در شب قوی‌تر باشد. شاید مثال زیر برای درک شهودی از تفاوت لیزر و نور معمولی مناسب باشد
ویژگی‌های پرتو لیزر
احتمالاً بار‌ها نشانگرهای لیزری را در دست گرفته‌اید.
با نگاه دقیق‌تری به آن متوجه سه تفاوت اصلی آن با نور معمولی حاصل از یک لامپ می‌شوید:
• نور حاصل از یک لامپ در همه جهات پخش می‌شود؛ حتی با استفاده از لنز یا بازتاب‌دهنده‌‌ها در چراغ‌قوه‌ها نور آن مسیری مخروطی و در نهایت پخش (واگرا) می‌شود. در حالی که نور حاصل از یک لیزر، پرتویی باریک بوده که به دلیل واگرایی خیلی کم مسیر طولانی‌تری نسبت به نور عادی طی می‌کند. این مفهوم به «همدوسی» طولی معروف است.
• یک لامپ، پرتوهایی در فازهای مختلف تولید می‌کند. در واقع فاز هر پرتو یا به طور دقیق‌تر هر فوتون تابشی، در هر زمان متفاوت بوده و هیچ نظم خاصی در آنها وجود ندارد. این در صورتی است که پرتوهای حاصل از یک لیزر همگی هم‌فاز بوده و در یک زمان مشخص همگی با‌هم به بیشینه و دامنه خود می‌رسند. این امر به همدوسی زمانی معروف است. پرتو حاصل از لیزر را می‌توان مثل رژه منظم سربازان ارتش که همگی در یک ردیف و پشت سرهم با حرکات یکسان راه می‌روند، تشبیه کرد. در حالی که نور حاصل از یک لامپ مثل پیاده‌شدن مسافران قطار است که همگی به صورت غیر‌منظم به سمت درب‌های خروجی هجوم می‌آورند.
فناوری جوشکاری با پرتو لیزر به‌عنوان یکی از پیشرفته‌ترین روش‌های جوشکاری در صنایع مختلف شناخته می‌شود. این فناوری با بهره‌گیری از پرتوهای متمرکز لیزر برای اتصال دقیق مواد، امکانات بی‌نظیری را در تولید قطعات پیچیده، کاهش زمان تولید، و بهبود کیفیت جوش ارائه می‌دهد. جوشکاری با پرتو لیزر به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود، نظیر دقت بالا، سرعت عملکرد، و سازگاری با مواد متنوع، به یکی از اصلی‌ترین انتخاب‌ها در صنایع خودروسازی، هوافضا، پزشکی و الکترونیک تبدیل شده است.
مزایای جوشکاری با پرتو لیزر
جوشکاری با پرتو لیزر به دلیل دقت و کارایی بالا، تحولی بزرگ در صنایع مختلف ایجاد کرده است. این فناوری با استفاده از پرتوهای متمرکز لیزر، امکان اتصال دقیق و سریع مواد مختلف را فراهم می‌کند. از مهم‌ترین مزایای آن می‌توان به کاهش اعوجاج حرارتی، توانایی جوشکاری مواد با ضخامت‌های مختلف در یک مرحله، و حذف نیاز به الکترود اشاره کرد. همچنین، قابلیت اتوماسیون بالا و سازگاری با سیستم‌های کنترل عددی رایانه‌ای (CNC)، این روش را به گزینه‌ای ایده‌آل برای تولیدات انبوه و فرایندهای پیچیده صنعتی تبدیل کرده است
• بهینه‌سازی ورودی حرارتی: تجهیزات جوشکاری با پرتو لیزر به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که دقیقاً مقدار حرارت موردنیاز را تأمین کنند. این ویژگی، اعوجاج ناشی از گرما را به میزان قابل‌توجهی کاهش داده و اثرات نامطلوب متالورژیکی در منطقه متأثر از حرارت (HAZ) را به حداقل می‌رساند.
• قابلیت جوشکاری ضخامت‌های بیشتر: این فناوری امکان جوشکاری فلزاتی تا ضخامت ۳.۲ میلی‌متر را تنها در یک مرحله فراهم می‌کند و باعث صرفه‌جویی در زمان و مواد مصرفی می‌شود.
• عدم نیاز به الکترود: فرایند LBW بدون استفاده از الکترود جریان را منتقل می‌کند و در نتیجه مشکلات مرتبط با آلودگی یا آسیب الکترود که در روش‌های دیگر رایج است، حذف می‌شود.
• عدم فرسایش ابزار: به‌عنوان یک فرایند غیرتماسی، جوشکاری با پرتو لیزر از فرسایش ابزار جلوگیری می‌کند، عمر مفید تجهیزات را افزایش داده و نیاز به تعمیر و نگهداری را کاهش می‌دهد.
• دقت و دسترسی بالا: دستگاه‌های LBW باقابلیت تمرکز، تنظیم و هدایت پرتوهای لیزر، امکان جوشکاری در نواحی دشوار و غیرقابل‌دسترس را فراهم می‌کنند و بهینه‌سازی موقعیت نسبت به قطعه‌کار را میسر می‌سازند.
• سازگاری با مواد متنوع: این نوع تجهیزات جوشکاری باقابلیت سازگاری با مواد گوناگون با ویژگی‌های فیزیکی متفاوت، امکان تولید قطعات پیچیده را فراهم می‌کنند.
• اتوماسیون و کنترل پیشرفته: دستگاه‌های LBW کاملاً با سیستم‌های کنترل عددی رایانه‌ای (CNC) و سیستم‌های جوشکاری کنترل‌شده با کامپیوتر سازگار هستند و بهره‌وری و ثبات بی‌نظیری را برای راه‌حل‌های جوشکاری خودکار ارائه می‌دهند.
معایب جوشکاری با پرتو لیزر
باوجود مزایای برجسته جوشکاری با پرتو لیزر، این فناوری با محدودیت‌ها و چالش‌هایی همراه است که باید در هنگام انتخاب و استفاده از آن در نظر گرفته شوند. هزینه‌های اولیه بالای تجهیزات، نیاز به منابع تغذیه و سیستم‌های کنترلی پیشرفته، و الزامات تخصصی برای تنظیم و نگهداری، از جمله موانعی هستند که ممکن است پذیرش گسترده این روش را در برخی صنایع محدود کنند. علاوه بر این، جوشکاری مواد با بازتابندگی بالا و ایجاد اتصالات در قطعات با طراحی‌های پیچیده می‌تواند نیازمند راه‌حل‌های سفارشی و پرهزینه باشد.
• هزینه‌های اولیه بالا: تجهیزات جوشکاری با پرتو لیزر معمولاً بسیار گران هستند و سرمایه‌گذاری اولیه بالایی را طلب می‌کنند.
• نیاز به تخصص فنی: تنظیم، راه‌اندازی، و نگهداری این تجهیزات به مهارت و دانش فنی بالایی نیاز دارد که ممکن است برای برخی شرکت‌ها چالش‌برانگیز باشد.
• محدودیت در برخی مواد بازتابنده: فلزاتی با بازتابندگی و رسانایی حرارتی بالا مانند آلومینیوم و مس نیاز به تنظیمات خاص دارند که ممکن است زمان‌بر و پرهزینه باشد.
• حساسیت به موقعیت‌یابی دقیق: دقت در ترازکردن قطعات با پرتو لیزر برای کیفیت جوش بسیار حیاتی است و خطا در این مرحله می‌تواند باعث مشکلات ساختاری در اتصال شود.
• نیاز به شرایط محیطی خاص: عملکرد بهینه تجهیزات جوشکاری لیزری معمولاً به شرایط کنترل‌شده مانند دمای محیطی مناسب و کاهش گردوغبار بستگی دارد.
• چالش در اتصالات ضخیم‌تر: جوشکاری قطعات باضخامت بالا ممکن است نیازمند استفاده از چندین پاس باشد که می‌تواند زمان تولید را افزایش دهد.
• مصرف انرژی: فرایند جوشکاری لیزری به دلیل استفاده از لیزرهای پرقدرت، مصرف انرژی بالایی دارد که ممکن است هزینه‌های عملیاتی را افزایش دهد.
درپایان
جوشکاری یکی از مهم ترین روش هایی است که به وسیله آن می توان دو قطعه را به یکدیگر متصل کرد و جوش داد. جوشکاری دارای روش های مختلفی است که هر کدام از آنها در موارد مختلف و متنوعی کاربرد دارند و از جمله اصلی ترین روش های جوشکاری می توان به دو روش اصلی جوشکاری ذوبی و جوشکاری حالت جامد یا غیر ذوبی اشاره کرد که هر کدام از این روش ها و انواع نیز خود دارای زیر مجموعه هایی هستند. یکی از انواع مهم جوشکاری که از گذشته تاکنون مورد استفاده قرار می گیرد جوشکاری ذوبی است که با توجه به رشد علم و تکنولوژی دارای روش های مختلف و حالت های متفاوتی است و از روش های نوین و مدرن آن می توان به جوش لیزری اشاره کرد. جوشکاری لیزری از انواع جوشکاری ذوبی است که به کمک ایجاد حرارت و تابش اشعه ، فرایند جوش را به وجود می آورد. برای شناخت هر چه بهتر جوش لیزری مهم است که ابتدا بدانیم جوش لیزر چیست و چه کاربرد هایی دارد.