1. چیستجوش لیزری? به چه نوع فرآیند جوشکاری تعلق دارد؟
همه ما می دانیم که جوشکاری را می توان به جوشکاری ذوبی، جوشکاری فشاری و لحیم کاری تقسیم کرد. جوشکاری فیوژن روشی است که در آن سطح مشترک قطعه کار در طی فرآیند جوشکاری تا حالت مذاب گرم می شود و بدون اعمال فشار، جوشکاری کامل می شود. در حین جوشکاری، منبع حرارت به سرعت سطح مشترک بین دو قطعه کار جوش داده شده را گرم و ذوب می کند و یک حوضچه مذاب را تشکیل می دهد. حوضچه مذاب با منبع حرارت به جلو حرکت می کند و پس از سرد شدن، جوشی پیوسته برای اتصال دو قطعه کار به یک بدنه تشکیل می شود. جوشکاری لیزری نوعی جوشکاری ذوبی است.
2. دستگاه جوش لیزری دستی از چه اجزایی تشکیل شده است؟
دستگاه‌های جوش لیزری دستی معمولاً از لیزرها (معمولاً مجهز به 1000-2000لیزرهای پیوسته فیبر نوری W)، چیلرها، نرم‌افزارهای کنترلی، سرهای جوش لیزری، فیبرهای نوری و سایر اجزا تشکیل شده‌اند.
3. دستگاه جوش لیزری دستی چیست و چه کاری می تواند انجام دهد؟
این نوع جدیدی از فناوری جوشکاری فلزات است که نیازمند الزامات فنی کم برای کارگران ماهر است. برای ایجاد نتایج زیبا فقط به سنگ زنی و پرداخت سبک نیاز دارد که قوی و قابل اعتماد است. این یکی دیگر از روش های جدید عملیات تولید جوش است که باعث کاهش هزینه های نیروی کار و افزایش راندمان تولید می شود.
4. یک محصول جوش لیزری دستی چقدر می تواند بزرگ باشد؟
به طور کلی، پیکربندی استاندارد کابل انتقال فیبر نوری 10 متر است که می تواند برای عملیات جوشکاری در محدوده قطر مورد استفاده قرار گیرد. همچنین دارای چرخ های نورد کمکی برای فعال کردن عملیات جوشکاری متحرک در مقیاس بزرگ است.
5. چه موادی را می توان با جوش لیزری دستی جوش داد?
دستگاه جوش دستی لیزر فیبر به دلیل توان انتخابی می تواند {{0}}.4-8.0 میلی متر ضخامت فولاد ضد زنگ، ورق گالوانیزه، ورق آهن، مس، آلومینیوم و سایر مواد فلزی را جوش دهد. جزئیات به قدرت/فرآیند بستگی دارد. هر چه قدرت بیشتر باشد، توانایی جوشکاری قوی تر است.
6. عمر مفید جوش لیزری دستی چقدر است؟
مانند برش لیزری، عمر منبع نور معمولاً 100،{1}} ساعت است.
7. آیا سیم در حین جوشکاری لیزر قابل تغذیه است؟ و انتخاب خاص سیم جوش؟
می تواند سیم، تغذیه سیم اتوماتیک استاندارد، 1000 وات مناسب برای 0.8-1.0 سیم، 1500 وات مناسب برای 0.{ {6}}.6 سیم، 2000-3000 وات مناسب برای سیم 2.0.
انتخاب خاص سیم جوش:
با توجه به صفحات مختلف جوش، ما باید از سیم های جوشکاری مختلف استفاده کنیم (سیم جوش هسته جامد محافظ گاز)
سیم جوش فولاد ضد زنگ =
فولاد کربن/ورق گالوانیزه=سیم آهن
سیم آلومینیومی=(برای سیم جوش آلومینیوم، توصیه می کنیم از آلیاژ آلومینیوم بالای سری ۵ استفاده کنید که سختی بالاتری دارد و به راحتی گیر نمی کند)
8. آیا جوشکاری لیزری نیاز به گاز محافظ دارد؟ و انتخاب خاص گاز محافظ برای فرآیند جوشکاری؟
① دو نوع متداول نیتروژن یا آرگون وجود دارد. هنگام جوشکاری فولاد ضد زنگ، توصیه می کنیم از نیتروژن برای اثر جوشکاری بهتر استفاده کنید. لطفا از گاز مخلوط/دی اکسید نیتروژن استفاده نکنید.
②نیازهای فشار هوا: دبی سنج نباید کمتر از 15 باشد و گیج فشار نباید کمتر از 3 باشد.
9. اصول اولیه فرآیند جوشکاری لیزری دستی چیست؟
هنگام جوشکاری لیزری اصول زیر را رعایت کنید:
①هرچه صفحه ضخیم تر باشد، سیم جوش ضخیم تر، قدرت بیشتر و سرعت تغذیه سیم کندتر است.
②هرچه قدرت کمتر باشد، سطح جوش سفیدتر، قدرت بیشتر، درز جوش از رنگ به سیاه تغییر می کند و در این زمان شکل دهی یک طرفه انجام می شود.
③ضخامت سیم جوش نباید بزرگتر از ضخامت صفحه باشد و نسبت به ضخامت صفحه متمایل باشد. سیم جوش بر پری جوش تأثیر می گذارد.
④هرچه سیم جوش نازکتر باشد، عرض اسکن کمتر می شود.
10. قطعات مصرفی جوش لیزری دستی کدامند؟
مشابه برش لیزری، نازل های جوشکاری معمولی و شیشه های محافظ معمولاً بسته به دفعات استفاده و زمان کار مداوم حدود یک هفته عمر مفید دارند.
11. هنگام استفاده از جوش لیزری دستی چه اقداماتی باید رعایت شود؟
برای محافظت در برابر خطرات تابش لیزر از عینک محافظ لیزری (PPE) استفاده کنید.
برای محافظت از چشم و سر خود از ماسک یا کلاه ایمنی استفاده کنید. زیرا جوشکاری ممکن است ذرات پرنده داغ، نور قوی و اشعه ماوراء بنفش تولید کند. لباس محافظ و دستکش محافظ بپوشید.
12. استحکام جوشکاری جوش لیزری دستی چقدر است؟
ابتدا باید عواملی را که بر استحکام جوش تأثیر می‌گذارند، بشناسیم:
هدف اصلی از جوشکاری ایجاد یک اتصال با استحکام کافی بین اجزا است. استحکام جوش نه تنها یک مسئله اساسی با استفاده از تجزیه و تحلیل جوش پذیری است، بلکه مبنایی برای تجزیه و تحلیل یکپارچگی سازه جوش است. عوامل موثر بر استحکام جوش عمدتاً شامل مکانیک و مواد است. اثرات مکانیکی شامل عیوب جوشکاری، شکل ناقص اتصال، تنش پسماند و تغییر شکل جوشکاری و غیره است. اثرات مواد شامل تغییرات ساختاری ناشی از چرخه های حرارتی جوشکاری، تغییرات مواد ناشی از چرخه های کرنش ترموپلاستیک، عملیات حرارتی پس از جوشکاری و تغییر شکل اصلاحی است. تغییرات مواد ناشی از غیره
فرآیند حرارتی جوشکاری:
جوشکاری معمولا زمانی انجام می شود که ناحیه اتصال مواد (منطقه جوش) در حالت پلاستیک یا مذاب موضعی باشد. برای اینکه مواد به شرایط جوشکاری برسد، ورودی گرمای بسیار متمرکز مورد نیاز است. بنابراین، منبع حرارت جوشکاری باید در طول فرآیند جوشکاری مواد استفاده شود. ناحیه جوش حرارت داده می شود تا ذوب شود (جوشکاری ذوبی) یا وارد حالت پلاستیک (جوشکاری فاز جامد) شود و متعاقبا خنک شود تا درز جوش و اتصال جوش داده شود.
فرآیند حرارت جوشکاری متمرکز و آنی است که تاثیر زیادی بر ریزساختار ماده دارد و همچنین باعث تغییر شکل تنش جوشکاری قطعه می شود. این اثر حرارتی اثر حرارتی جوشکاری نامیده می شود.
در طول فرآیند جوشکاری، گرمایش و سرد شدن ناهموار جوش باعث ایجاد کرنش های ناهماهنگ در داخل جوش می شود که باعث ایجاد تنش و تغییر شکل جوش می شود.
تمرکز تنش در اتصالات جوش داده شده
تمرکز تنش در نواحی محلی اتصالات جوش داده شده رخ خواهد داد. اثر مستقیم تمرکز تنش بر سازه اصطلاحاً اثر بریدگی است. اثر بریدگی درجات مختلفی بر استحکام سازه جوش داده شده تأثیر دارد. اثر بریدگی شدید به طور قابل توجهی ظرفیت باربری سازه جوش داده شده را کاهش می دهد. جوشکاری اثر بریدگی اتصال می تواند به وضوح قابل مشاهده باشد یا ممکن است مستقیماً در ظاهر منعکس نشود. اولی را می توان اثر بریدگی نمایش داده شده و دومی را اثر بریدگی ضمنی نامید. اثر بریدگی ناشی از هندسه یا نقص اتصال جوش داده شده است. باید نشان داده شود که اثر شکاف ناشی از تفاوت در خواص مواد، به ویژه اتصال رابط مواد غیر مشابه، به طور ضمنی وجود دارد.
اثر بریدگی نمایشگر یک مشکل تمرکز تنش به معنای کلی است. تنش محلی تنها بر اساس هندسه ساختاری، بدون در نظر گرفتن تفاوت در خواص مواد، تجزیه و تحلیل می شود.
نفوذ جوش
برای برخی از قطعات کار ضخیم تر، استحکام جوش توسط نفوذ جوش و اینکه آیا پاشش و منافذ در طول تشکیل استخر ایجاد می شود منعکس می شود.
پس دقیقاً جوش لیزری چیست؟ آیا واقعاً به همان اندازه که تبلیغات می گوید عالی است؟ به زبان ساده، جوشکاری لیزری یک روش جوشکاری کارآمد و دقیق است که از پرتوهای لیزر با چگالی بالا به عنوان منابع حرارتی استفاده می کند. جوشکاری لیزر را می توان با استفاده از پرتوهای لیزر پیوسته یا پالسی انجام داد. اصول جوشکاری لیزری را می توان به جوشکاری رسانش حرارتی و جوشکاری با نفوذ عمیق لیزر تقسیم کرد.
اصل جوشکاری لیزر هدایت حرارتی این است: چگالی توان نقطه ای جوش رسانش حرارتی لیزر بر روی سطح قطعه کار کم است، به طور کلی کمتر از 105W/cm2. لیزر انرژی را به سطح قطعه جوش می رساند و باعث می شود سطح فلز بین نقطه ذوب و نقطه جوش گرم شود. سطح ماده فلزی انرژی نور جذب شده را به انرژی گرمایی تبدیل می کند و باعث می شود دمای سطح فلز به طور مداوم افزایش یافته و ذوب شود و سپس انرژی گرمایی را از طریق رسانش حرارتی به داخل فلز منتقل می کند، به طوری که منطقه ذوب به تدریج منبسط می شود. و پس از سرد شدن، اتصال لحیم یا جوش ایجاد می شود. این اصل جوشکاری شبیه به جوشکاری قوس تنگستن (TIG) است و جوشکاری هدایت حرارتی نامیده می شود.
جوشکاری با نفوذ عمیق لیزر: زمانی که چگالی توان لیزری که بر روی سطح فلز اثر می‌کند بیشتر از 105 وات بر سانتی‌متر مربع باشد، پرتو لیزر پرقدرت بر روی سطح ماده فلزی عمل می‌کند و باعث ذوب موضعی می‌شود و یک "سوراخ کوچک" را تشکیل می‌دهد. پرتو لیزر از طریق "سوراخ کوچک" به عمق مذاب نفوذ می کند. در داخل حوضچه، فلز در مقابل سوراخ کوچک ذوب می‌شود و فلز مذاب در اطراف سوراخ کوچک به سمت عقب جریان می‌یابد، جایی که دوباره جامد می‌شود و یک جوش ایجاد می‌کند.
با تحقیق و توسعه لیزرهای پرقدرت، فناوری جوش لیزری به طور گسترده در بسیاری از زمینه ها مورد استفاده قرار گرفته است، عمدتاً به دلیل ویژگی های زیر:
هنگام استفاده از دستگاه جوش لیزری برای اتصال قطعات کار، تقریباً هیچ شکاف اتصالی بین قطعات جوشکاری وجود ندارد. در عین حال، نسبت ابعاد جوش بزرگ است، تغییر شکل پس از جوشکاری کوچک است، منطقه متاثر از حرارت کوچک است و دقت بالا است.
دستگاه جوش ساده و منعطف است، در دمای اتاق یا در شرایط خاص قابل جوشکاری است و نیازهای کمی در محیط جوش دارد.
دستگاه جوش لیزری دارای عمق نفوذ قابل توجه و چگالی توان بالا است و می تواند مواد نسوز مانند آلیاژ تیتانیوم، فولاد شماره 45 و ... را جوش دهد.
در روزهای اولیه، فناوری جوش لیزری برای اولین بار در زمینه ساخت تانک های نظامی مورد استفاده قرار گرفت. استانداردهای محصولات جوشکاری در دفاع ملی بسیار بالا بود و محیط جوش و فرآیندهای جوشکاری بسیار سخت بود. بنابراین لیزر می تواند استحکام جوش و درجه جوش بسیار بالاتر از تکنولوژی جوشکاری سنتی را ارائه دهد. . با این حال، اگرچه می تواند استحکام جوشکاری بسیار بالاتر از فناوری جوشکاری سنتی را ارائه دهد، هزینه جوش آن تنها توسط یک کشور مقرون به صرفه است. بعداً، با بهبود فناوری جوش لیزری، گروه فولکس واگن که در فناوری سخت ساخت بدنه تخصص دارد، فناوری جوش لیزری را که زمانی در زمینه نظامی برجسته بود، در زمینه جوشکاری خودرو در دهه 1990 به کار برد. این انقلابی در درجه جوش و استحکام سازه ها و قطعات خودرو ایجاد کرده است. برای نشان دادن مزایای جوشکاری لیزر کافی است.