دستگاه‌های جوش لیزر با مزایای برجسته‌ای مانند سرعت بالای جوشکاری، دقت بالا، راندمان فوق‌العاده و ایجاد جوش‌های صاف و زیبا، به یکی از فناوری‌های نوین در صنعت پردازش جوش تبدیل شده‌اند. امروزه این دستگاه‌ها در بسیاری از صنایع کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند.
بااین‌حال بسیاری از افراد همچنان نمی‌دانند چه موادی و محصولاتی را میتوان با استفاده از این فناوری پیشرفته جوش داد. به طور کلی دستگاه جوش لیزر وسیله ای است که به کمک آن می توانیم در کسری از ثانیه اتصال دو قطعه را انجام دهیم. مکانیزم و دستور العمل کار دستگاه جوش لیزر به این گونه است که با متمرکز کردن گرما و اشعه تابشی روی یک نقطه مراحل اتصال را به وجود می آورد. این دستگاه در دو حالت تمام اتومات و ستی تولید می شود که در حالت تمام اتومات به برخی از دستگاه ها ربات جوشکاری لیزری هم گفته می شود و صفر تا صد کار جوش کاری بدون دخالت انسان انجام می شود.
مزیت های جوشکاری لیزری
با توجه به اینکه جوش لیزر یکی از روش های نوین در جوش ذوبی است و در صنایع مختلفی استفاده می شود دارای مزیت ها و ویژگی های مهمی است. از جمله مزیت ها و ویژگی های جوشکاری لیزری می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• دقت و سرعت بالا در جوشکاری
• انجام جوشکاری ظریف
• مصرف پایین برق و انرژی
• قابلیت جوشکاری انواع فلزات
• قابلیت جوشکاری پلاستیک
• عدم نیاز به گاز محافظ
معایب جوشکاری لیزری
در کنار مزیت های بسیاری که جوش لیزری دارد گاهی معایبی هم وجود دارد اما این معایب به صورتی است که در مقابل ویژگی های مثبت و مزایای جوشکاری لیزری ناچیز است که در زیر به آنها اشاره می کنیم:
• محدودیت در ضخامت ورق
• بازده تبدیل انرژی کم
• نیازر به تجربه و مهارت بالا
کاربرد دستگاه جوش لیزر
دستگاه جوش لیزر به دلیل دقت و سرعت بالا، کنترل آسان و قابلیت جوشکاری متریال‌های متنوع، در صنایع مختلف از جمله پزشکی، هوافضا، خودروسازی و الکترونیک بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فولاد کربنی
فولاد کربنی، یکی از فلزات قابل جوشکاری با لیزر است که نتایج حاصل از جوشکاری آن بسیار مطلوب و رضایت‌بخش است.البته کیفیت نهایی جوش آن به میزان ناخالصی‌های موجود در فولاد وابسته است.برای دستیابی به جوشی با کیفیت بالا، زمانی که میزان کربن در فولاد از 0.25% بیشتر باشد، پیش‌گرمایش ضروری است.
هنگامی که فولادهایی با محتوای کربن متفاوت به یکدیگر جوش داده می‌شوند، اشعه لیزر را می توان کمی به سمت مواد کم کربن سوق داد تا از کیفیت اتصال اطمینان حاصل شود.با توجه به سرعت بالای گرمایش و سرمایش در جوشکاری فولاد کربنی با دستگاه لیزر، هرچه میزان کربن افزایش یابد، حساسیت به ترک‌ها و بریدگی‌های جوش نیز بیشتر می‌شود.
فولادهای با کربن متوسط و بالا و همچنین فولادهای آلیاژی معمولی به راحتی با لیزر جوش داده می‌شوند.با این حال برای اطمینان از کیفیت جوش و کاهش تنش‌ها و جلوگیری از ایجاد ترک، پیش‌گرمایش می‌تواند تأثیر قابل‌توجهی در بهبود فرآیند داشته باشد
فولاد آلیاژی
برای جوشکاری لیزری فولادهای کم‌آلیاژ با استحکام بالا، در صورتی که پارامترهای جوش به درستی انتخاب شوند، میتوان اتصالاتی با خواص مکانیکی مشابه با فلز پایه به دست آورد.
فولاد ضد زنگ نیز یکی از انواع متریال قابل جوشکاری توسط جوش لیزری است.به طور کلی جوشکاری فولاد ضد زنگ با استفاده از لیزر نسبت به روش‌های معمولی راحت‌تر انجام می‌شود.به دلیل سرعت بالای جوشکاری لیزری و ناحیه کوچک تحت تأثیر حرارت، پدیده گرمایش بیش از حد و اثرات نامطلوب ناشی از ضریب انبساط خطی بزرگ در حین جوشکاری فولاد ضد زنگ کاهش می‌یابد.این امر باعث می‌شود جوش‌ها بدون تخلخل و سایر عیوب رایج باشند.
فولاد ضد زنگ در مقایسه با فولاد کربنی، دارای رسانایی حرارتی کمتری است و نرخ جذب انرژی بالایی دارد.این ویژگی‌ها به همراه راندمان ذوب بالا، امکان تولید جوش‌های باریک با نفوذ عمیق را فراهم می‌آورند.همچنین با استفاده از جوش لیزری کم توان برای جوشکاری ورق‌های نازک، میتوان اتصالاتی با ظاهر زیبا و جوش‌های صاف و با کیفیت به دست آورد.
مس و آلیاژهای آن
مس و آلیاژهایش نیز از فلزات قابل جوشکاری با لیزر هستند. اما جوشکاری مس و آلیاژهای مس به دلیل مشکلاتی مانند عدم ذوب کامل و عدم نفوذ، چالش‌برانگیز است. بنابراین برای موفقیت در این فرآیند، ضروری است که از تمرکز صحیح انرژی، منبع حرارتی با توان بالا و اقدامات پیش‌گرمایش استفاده شود.
هنگامی که ضخامت قطعه کار کم است و یا ساختار قطعه سفتی کمی دارد، اگر هیچ تدابیری برای جلوگیری از تغییر شکل در نظر گرفته نشود، احتمال تغییر شکل‌های بزرگ پس از جوشکاری به راحتی وجود دارد و ممکن است تنش در جوش نیز به وجود آید.
آلومینیوم و آلیاژهای آن
آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم، موادی با انعکاس بالا هستند.از این رو در جوشکاری آلومینیوم و آلیاژهای آن با افزایش دما، موارد زیر بروز می‌کند:
• افزایش شدید حلالیت هیدروژن در آلومینیوم
• تبدیل شدن هیدروژن محلول به منبع نقص جوش
• به وجود آمدن منافذ زیاد در جوش
• ضعیف شدن ریشه جوش
برنج به دلیل هدایت حرارتی بالا و انعکاس زیاد، چالش‌هایی در جوشکاری ایجاد می‌کند. با این وجود، دستگاه جوش لیزری با تنظیمات مناسب می‌تواند اتصالات با کیفیت و تمیزی در برنج ایجاد کند. استفاده از لیزر فایبر با توان بالا و کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری، امکان دستیابی به جوش‌های مستحکم و بدون نقص را در برنج فراهم می‌سازد.
تیتانیوم
تیتانیوم به دلیل خواص ویژه‌ای مانند مقاومت به خوردگی و استحکام بالا، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. جوشکاری تیتانیوم با دستگاه جوش لیزری نیازمند کنترل دقیق حرارت و پارامترهای فرایند است تا از ایجاد ترک و تغییرات نامطلوب در ساختار فلز جلوگیری شود. فناوری جوش لیزری با دقت بالا، امکان ایجاد اتصالات مستحکم و با کیفیت در تیتانیوم را فراهم می‌کند.
نیکل و آلیاژهای آن
نیکل و آلیاژهای آن به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی بالا، در صنایع مختلف کاربرد دارند. جوشکاری این فلزات با دستگاه جوش لیزری نیازمند تنظیمات دقیق حرارت و پارامترهای فرایند است تا از بروز ترک‌خوردگی و کاهش خواص مکانیکی جلوگیری شود. استفاده از لیزر فایبر با توان مناسب و کنترل دقیق، امکان ایجاد اتصالات با کیفیت و دوام بالا در نیکل و آلیاژهای آن را فراهم می‌سازد.
طلا
یکی از کاربردهای مهم دستگاه جوش لیزری، استفاده در برش و حکاکی طلا در صنعت جواهر سازی است. از آنجایی که طلا فلزی مقاوم است و باید ظاهری زیبا و مناسب داشته باشد، جوشکاری آن باید بسیار ظریف و محکم انجام شود تا از ارزش و زیبایی آن کاسته نشود
در پایان
همانگونه که دانستیم جوش لیزری یک روش نوین و کاربردی است که کاربرد گسترده ای در صنایع دارد و نیاز به مهارت و تجربه هنگام کار با آن است. دستگاه جوش لیزر به دلیل دقت و سرعت بالا، کنترل آسان و قابلیت جوشکاری متریال‌های متنوع، در صنایع مختلف از جمله پزشکی، هوافضا، خودروسازی و الکترونیک بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.