دستگاه جوش لیزر چیست
جوشکاری به فرایند اتصال دو قطعه به یکدیگر توسط حرارت و انرژی گفته شده و جوشکاری توسط پرتو لیزر نیز یکی از روش های نوین در جوشکاری است که در آن از پرتو لیزر جهش جوش دو قطعه استفاده می شود. از دستگاه جوش لیزر به دلیل تولید حرارت بسیار پایین در هنگام جوش، برای اتصال ورق های نازک فولادی نیز استفاده می شود. یکی از فرآیند های امروزی و بسیار نوین در جوشکاری، است که در آن می توان ۲ قطعه فلز و در شرایطی دو قطعه غیر فلز را با استفاده از لیزر به یکدیگر متصل نمود.
این روش، یک راه حل بسیار کارآمد و کاربردی است و می توان با استفاده از ماشین آلات و دستگاه های رباتیک به صورت اتوماتیک این کار را انجام داد. از روش جوشکاری لیزری در صنایعی چون جواهرسازی، ساخت تجهیزات پزشکی، ساخت ماشین‌آلات دقیق، ساخت لوازم خودرو، صنعت ارتباطات موبایل، ساخت قاب عینک، تولید قطعات الکترونیک و همچنین تولید کالا های تزئیناتی و سوغاتی به کار برده می شود. شما می توانید با استفاده از جوشکاری لیزری فلزاتی چون نیکل، روی، تیتانیوم، قلع، آلومینیوم، مس، طلا، کرم، نقره و غیره را به یکدیگر جوش داده و حتی برای جوش فلزات مختلفی مانند نیکل تیتانیوم، مس نیکل و همچنین مس تیتانیوم نیز از این روش بهره مند شوید.
دستگاه جوش لیزر چیست؟
ماشین‌آلات و دستگاه هایی که در جوشکاری به روش جوش لیزری به کار برده می شوند، دستگاه جوش لیزری نام دارند. این دستگاه می تواند اتصال ۲ یا چند قطعه فلز و غیر فلز را به یکدیگر در کوتاهترین زمان ممکن انجام دهد.
نحوه عملکرد دستگاه جوش لیزری به این صورت است که اشعه پرقدرت لیزر به ۲ قطعه ای که قرار است به یکدیگر متصل و جوش خورده شوند تابیده شده، و لیزر با ذوب کردن آن ها و همچنین تشکیل حوضچه مذاب بسیار کوچکی، سبب اتصال قطعات در کمتر از چند میکروثانیه خواهد شد. دستگاه جوش لیزر برای اتصال فلزات و یا ترموپلاستیک ها استفاده شده و به دلیل تولید گرمای بسیار اندکی که در زمان بسیار کوتاه به ۲ قطعه وارد می‌کند، راه حل بسیار متناسبی برای اتصال فلزات و غیر فلزاتی است که دارای قطعات بسیار حساس و نازکی هستند، مانند ورقه های نازک فولادی، ۲ فلز متفاوت، چوب و یا حتی پلاستیک ها.
از برترین و مهمترین مزایای دستگاه های جوش لیزر این است که دستگاه، عملیات جوش، انجماد و ذوب فلزات را در کوتاهترین زمان یعنی در حد چند میکروثانیه انجام می‌دهد و به همین دلیل نیز هیچ واکنشی بین اتمسفر و فلز مذاب انجام نشده و در نتیجه برای اتصال فلزات به یکدیگر به جز فلز تیتانیوم، نیازی به گاز محافظ نمی باشد.
تاریخچه جوشکاری
تاریخچه جوشکاری و یا متصل کردن فلزات به یکدیگر به چندین هزار سال قبل برمی‌گردد. یکی از اولین نمونه های جوشکاری مربوط به دوران مفرغ و آهن است. سپس در قرون وسطی پیشرفت هایی در زمینه جوشکاری توسط به وجود آمد که در این روش آهنگران فلز را مکرراً گرم کرده و آن را می کوبیدند تا اینکه اتصال بین آن ها به وجود می آمد.
در سال ۱۸۸۱ در روسیه و لهستان، اولین روش جوشکاری قوس الکتریکی برقی شناخته شد و به عنوان ایجاد کربن در جوش قوس الکتریکی با استفاده از الکترون های کربن اختراع گردید. جوشکاری مقاومتی نیز در دهه های پایانی قرن نوزدهم توسعه یافته و حق ثبت اختراعات به الیو تامسون تعلق گرفته است.
با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی در سال ۱۹۲۰ جوشکاری اتوماتیک که از سیم الکترود به طور مداوم در آن تغذیه و ارائه شد. و در سال ۱۹۳۰ نیز اولین کشتی تجاری تمام جوش ساخته و راه اندازی شده است. از دیگر تحولات عظیم در زمینه جوشکاری می توان به جوشکاری توسط پرتو الکترون در سال ۱۹۵۸ و جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی در سال ۱۹۹۱ توسط وین توماس اشاره نمود.
تاریخچه جوش لیزری
کلمه لیزر برای اولین بار در سال ۱۹۵۹ توسط یک دانشجوی کلمبیایی کشف و استفاده شده و سپس در اواخر دهه ۶۰ از روش گرما و حرارت برای جوشکاری به کار برده شد. در دهه ۶۰ سال های ۱۹۰۰، جوش لیزری به عنوان یکی از روش های جوشکاری شناخته شد. تا اوایل سال ۱۹۷۰ به دلیل عدم محدودیت ها، از جوش لیزری تنها به صورت پالس و جهت اتصال فلزات با ضخامت بسیار کم استفاده می شد. پس از گذشت چند سال در ۱۹۷۰، در دهه ۷۰، پیشرفت و رشد چشمگیری در جوش لیزری به وجود آمد که در این دهه جوشکاری سوراخ کلیدی و یا نفوذی توانست به پیشرفت بالایی در جوشکاری پرتو الکترونی و لیزری دست یابد.
همچنین در این بازه زمانی نقص های جوشکاری لیزری نیز برطرف شده و امکانات بیشتری برای جوش لیزری فراهم شد. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی، در روش جوش لیزری امکان اتصال قطعات فلزی با ضخامت بسیار بالا نیز ایجاد شده و از این روش در صنایع بسیاری مانند امور نظامی وسایل نقلیه، صنایع دریایی و غیره بسیار استفاده می شود.
در گذشته بیشتر دستگاه ها و ماشین آلاتی که برای جوشکاری استفاده می‌شدند، جهت اتصال قطعات فلزی بودند. اما با پیشرفت تکنولوژی و پیدایش دستگاه های جوشکاری لیزری، شما می توانید با این دستگاه تمامی قطعات از جنس های مختلف مانند فلز، غیر فلز و همچنین پلاستیک ها را به یکدیگر اتصال دهید.
با ظهور دستگاه جوشکاری لیزری، اتصال تمامی مواد به یکدیگر امکان پذیر بوده و در واقع این دستگاه، کار جوشکاری دستگاه های مختلف را به صورت یکجا انجام می دهد. ریشه تولید دستگاه لیزر مربوط به تحقیقات و مطالعات انیشتین بوده که حاصل تولید دستگاه نیز در آزمایشگاه هیو می باشد. بنابراین می توان گفت که دستگاه جوش لیزر یک نوع نوآوری محسوب شده و به کار بردن از این دستگاه برای جوشکاری سبب پیشرفت در بسیاری از صنایع شده است.
انواع جوشکاری با لیزر
جوشکاری با لیزر به ۲ نوع جوشکاری سوراخ کلید و جوشکاری با انتقال حرارت تقسیم بندی می شود. در این نوع از جوشکاری، لیزر فلز را به گونه ای گرم می کند که سطح تماس بخار شده و در عمق فلز فرو می رود. در این مرحله یک سوراخ کلید ایجاد و در آن شرایطی مانند پلاسما به وجود می آید که دما به بیش از ده هزار کیلوگرم می رسد. این فرآیند جوشکاری همچنین به لیزر هایی با قدرت و توان بسیار بالا نیاز خواهد داشت.
در جوشکاری با انتقال حرارت، سطح فلز بالاتر از نقطه ذوب فلز گرم شده اما نه در حدی که بخار شود. در این روش جوشکاری به مقاومت بالایی احتیاج نبود و از مزیت های جوشکاری با حرارت این است که هدایت جوش نهایی بسیار روان بوده و از لیزر کم توان جهت هدایت گرما استفاده می شود.
مزایای استفاده از جوشکاری لیزری
از جمله مزایای استفاده از جوشکاری لیزری در صنایع مختلف می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- قابلیت جوشکاری پلاستیک
- انجام جوشکاری های ظریف
- عدم نیاز به گاز محافظ
- قابلیت جوشکاری انواع فلزات
- دقت و سرعت بسیار بالا در جوشکاری
- مصرف پایین انرژی و برق