آلة اللحام بالليزر

نوعان من أجهزة اللحام بالليزر يجب أن تعرفهما

جهاز اللحام بالليزر

الوقت المقدر للقراءة: 10 الدقائق

جهاز اللحام بالليزر
جهاز اللحام بالليزر

جهاز اللحام الهجين بقوس الليزر ووضع العملية

تشير تقنية اللحام الهجين بالليزر إلى تقنية اللحام الهجين التي تجمع بين الليزر وطرق اللحام الأخرى. وتتمثل ميزتها في قدرتها على إفساح المجال كاملاً لمزايا كل طريقة لحام والتغلب على بعض أوجه القصور. على سبيل المثال ، نظرًا لأن نسبة السعر إلى الطاقة في اللحام بالليزر كبيرة جدًا ، عند الاختراق العميق واللحام عالي السرعة للألواح السميكة ، من أجل تجنب استخدام أشعة الليزر عالية الطاقة باهظة الثمن ، يمكن الجمع بين الليزر منخفض الطاقة مع اللحام المحمي بالغاز التقليدي للحام المركب.

جهاز اللحام بالليزر

معدات اللحام الهجين بقوس الليزر

بمجرد ظهور اللحام الهجين بقوس الليزر ، جذب انتباه العديد من عمال اللحام ، لذلك تم تنفيذ أعمال البحث والتطوير واحدة تلو الأخرى. هناك العديد من أشكال معدات اللحام الهجين بقوس الليزر. يوضح الشكل 3.1 (أ) نظام اللحام الهجين laser-MIG / MAG. يتكون نظام اللحام الهجين من الأجزاء التالية.

  • رأس اللحام الهجين Laser-MIG / MAG ، كما هو موضح في الشكل 1.1 (ب).
  • نظام اللحام MIG / MAG (بما في ذلك مزود الطاقة وآلية تغذية الأسلاك وبكرة سلك اللحام).
  • الليزر ونظام توجيه ضوئه وتركيزه ونقله.
  • روبوت اللحام وصندوق التحكم الخاص به.
  • جهاز التحكم.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك غاز وقائي ومنضدة عمل ونظام تحكم وما إلى ذلك.

نظام اللحام الهجين Laser-MIG / MAG ورأس اللحام الهجين
الشكل 1.1 نظام اللحام الهجين Laser-MIG / MAG ورأس اللحام الهجين

الهجين اللحام الرأس ، المعروف أيضًا باسم مسدس اللحام الهجين ، هو مكون يجمع شعاع الليزر ومصدر الحرارة القوسي ، والذي من خلاله يمكن ضبط الموضع النسبي بين الاثنين بمرونة (مثل المسافة بين الخيوط الضوئية ، الزاوية بين الشعيرات الضوئية ، تسلسل الليزر والأقواس ، وما إلى ذلك) ، يعد تحقيق الاقتران الفعال لمصدري الحرارة مكونًا رئيسيًا لمعدات اللحام الهجين.

جهاز اللحام بالليزر

تم إطلاق مشاعل اللحام المركبة التجارية في السوق ، مثل شعلة اللحام المركب المحورية لشركة Mitsubishi Heavy Industries اليابانية وشعلة اللحام المركبة لشركة Fronius في النمسا والتي يمكن توصيلها بسهولة بالروبوت [الشكل 1.2 (أ)] ، و البحث والتطوير لمعهد أبحاث فراونهوفر في ألمانيا شعلة اللحام الهجين Laser-MIG المحورية على أساس مبدأ "الفوهة المتكاملة" [الشكل 1.2 (ب)] ، شعلة اللحام مثبتة بإحكام بواسطة الأنابيب ، والجزء الخارجي من الليزر و القوس محمي بغطاء نحاسي دائري مبرد بالماء. الزاوية بين الليزر وشعلة اللحام MIG هي 15 ~ 30 ℃ ، يمكن أن تجعل مصدري الحرارة قريبين من الحد الأقصى ، وبالتالي تقليل حجم مسدس اللحام المركب ، مما يجعل استخدام مسدس اللحام أكثر مرونة ، و من السهل تحقيق لحام أوتوماتيكي ثلاثي الأبعاد.

شعلة اللحام المركب لمعهد فرونيوس وفراونهوفر
الشكل 1.2 شعلة اللحام المركب لمعهد فرونيوس وفراونهوفر

In addition to the conventional hybrid welding system, the researchers also developed a synchronous modulation laser-arc hybrid welding system (HybSy). The system has the following characteristics: laser arc control mechatronics, the process synergy is further expanded, the welding speed is faster, the application range of processing materials is wider, and the three-dimensional processing ability is stronger. The test results show that when surfacing 6mm thick medium-strength steel plates, Under the same process conditions, HybSy is 40% higher than conventional hybrid welding penetration.Laser Welding Device

وضع عمل اللحام الهجين بالليزر القوس

بالنسبة للحام الهجين بالليزر MIG ، وفقًا لنسب إدخال الحرارة المختلفة لمصدري الحرارة ، تختلف الآلية الفيزيائية ووضع العملية أيضًا. وفقًا لحجم طاقة الليزر في اللحام الهجين ، يمكن تصنيف اللحام الهجين بقوس الليزر إلى ثلاث فئات ؛ 100 واط ليزر قوس مركب ، 1000 واط ليزر قوس مركب ، 10000 واط ليزر قوس المركب.

لحام هجين بقوس الليزر بقدرة 100 وات

تظهر بشكل أساسي خصائص اللحام بالقوس الكهربائي ، ولا يتم إنتاج ثقوب صغيرة أثناء عملية اللحام. تلعب طاقة الليزر منخفضة الطاقة دورًا أساسيًا في تثبيت القوس وضغطه وتحسين استخدام طاقة القوس ، وتجنب ظاهرة انجراف القوس التي تحدث في ظل ظروف سرعة اللحام العالية في اللحام MIG بشكل عام ، ويمكن أن تمنع حدوث عيوب مثل كحدبة وتقليص ، مما يؤدي إلى تحسن كبير في سرعة اللحام أكثر ملاءمة للحام عالي السرعة للألواح الرقيقة. هذا النوع من وضع اللحام الهجين منخفض التكلفة وقد جذب المزيد والمزيد من الاهتمام.

لحام هجين بقوس الليزر بقدرة 10000 وات

تظهر بشكل أساسي خصائص اللحام بالاختراق العميق بالليزر ، ولحام اللحام نسبة عرض إلى ارتفاع أكبر. من الصعب تحقيق اللحام المرن في جميع المواضع بمزيج من ثاني أكسيد الكربون عالي الطاقة بقدرة 10000 وات2 اللحام بالليزر و MIG. اتجاهات التطبيق الرئيسية هي اللحام المخصص لألواح السفن المسطحة الكبيرة ولحام الأضلاع. بسبب الاستثمار الكبير في المعدات (أكثر من عشرة ملايين يوان) ، من الصعب مؤقتًا تعميمها وتطبيقها على نطاق واسع.

لحام هجين بقوس الليزر بقدرة 1000 وات

تتميز بخصائص كل من اللحام بالليزر واللحام بالقوس الكهربائي ويمكنها أن تعطي دورًا كاملاً لمزايا كليهما. يستخدم في الغالب لمركبات الليزر- MIG. إنها مناسبة لسبائك الألمنيوم ، سبائك المغنيسيوم ، الفولاذ الكربوني ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، الفولاذ منخفض القوة عالي القوة ، الفولاذ الفائق القوة ، وغيرها من المواد. بالنسبة للحام الألواح المتوسطة والسميكة ، فإن الاستثمار في معدات اللحام الهجين بقوس الليزر على مستوى كيلو واط معتدل ، ولديها قدرة جيدة على التكيف مع هياكل اللحام المختلفة ولديها مجموعة واسعة من آفاق التطبيق. إنها تقنية مصدر حراري هجين لقوس الليزر يلبي الظروف الوطنية لبلدي.

عملية اللحام بالنحاس بالليزر

اللحام بالنحاس بالليزر هو تقنية لحام بالنحاس يستخدم فيها الليزر كمصدر حرارة لتسخين مادة الألياف لصهرها. السمة الرئيسية للنحاس بالليزر هي استخدام كثافة الطاقة العالية لليزر لتحقيق التسخين السريع للمناطق المحلية أو الصغيرة لإكمال عملية اللحام بالنحاس. يوضح الشكل 1.3 شكل المفصل وطريقة تغذية الأسلاك للنحاس بالليزر.

شكل المفصل وطريقة تغذية الأسلاك للنحاس بالليزر
الشكل 1.3 شكل المفصل وطريقة تغذية الأسلاك للنحاس بالليزر

According to the different heating temperatures, laser welding is divided into soft soldering and brazing. Solder whose liquidus temperature is lower than 450℃ is called soft soldering, which is mainly used for the connection of printed circuit boards and electronic components; solder whose liquidus temperature is higher than 450℃ and lower than the melting point of the base metal for brazing, it is mainly used for the connection of structural steel and galvanized steel. Laser brazing also has advantages in the connection of non-ferrous metals. Most of the non-ferrous metals have higher reflectivity to the laser, and the thermal conductivity of the material is higher. Laser melting and welding require higher power. Laser brazing of silver, copper, nickel, gold, aluminum, and other non-ferrous metals has good results. The brazing seam structure is small and joint performance is good.Laser Welding Device

The brazing filler metal during laser fiber welding can be preset or wire feeding. The brazing heating temperature is low, and the requirement of laser power density is low, so the defocusing method is generally used for heating. In this way, the power density can be reduced, and the spot size and shape can be adjusted according to the size of the brazing seam. Laser brazing joints usually adopt two methods: crimping butt joint and lap joint. In the case of crimping butt joints, the feeding of the solder from the laser front end is conducive to the stability of the brazing process; in the case of lap joints, the feeding of the solder horizontally from the bottom of the side is conducive to the stability of the brazing process.Laser Welding Device

اللحام بالنحاس بالليزر يمكن استخدام شعاع واحد أو أشعة مزدوجة. يمكن الحصول على الحزمة المزدوجة إما عن طريق جهازي ليزر مستقلين أو عن طريق مقسم شعاع الليزر. يمكن أن يتحكم لحام الشعاع المزدوج في وقت التشعيع وموضعه بشكل أكثر مرونة وملاءمة ، والتحكم بشكل أفضل في عملية اللحام بالنحاس. يظهر وضع تشعيع الليزر لشعاع الليزر المزدوج النحاسي المتداخل والعقب والتجعيد في الشكل 1.4.

رسم تخطيطي للنحاس بالليزر ثنائي الشعاع
الشكل 1.4 رسم تخطيطي للنحاس المزدوج بالليزر

في حالة تداخل شعاع الليزر المزدوج ، يسخن شعاع ليزر واحد ويذوب سلك اللحام ، بينما يسخن شعاع الليزر الآخر ويملأ الفجوة لزيادة درجة حرارة المادة الأساسية ، وتعزيز ترطيب الألياف وانتشارها ، وزيادة قوة المفصل. في حالة الالتحام ، يتم تشعيع شعاعي ليزر وتسخينهما عن طريق التداخل ، بالإضافة إلى تحسين فعالية تسخين اللحام ، كما يتم تسخين المنطقة القريبة من المفصل وتسخينها في نفس الوقت ، مما يعزز الترطيب والانتشار و توزيع موحد لمادة الإبرة.

المعلمات التكنولوجية الرئيسية للنحاس بالليزر هي كما يلي.

  • قوة الليزر. كلاهما CO2 يمكن استخدام ليزر YAG وليزر YAG للنحاس بالليزر ، وخصائص كل منهما أثناء اللحام بالنحاس هي نفس خصائص اللحام بالانصهار بالليزر.
  • قطر البقعة. عادة ما يستخدم اللحام بالنحاس بالليزر بقعة غير مركزة ، ويعتمد حجم البقعة على عرض التماس بالنحاس.
  • سرعة اللحام بالنحاس. وفقًا لمتطلبات اللحام الفعلية ، يعتمد ذلك على طاقة الليزر. كلما زادت قوة الليزر ، زادت سرعة اللحام بالنحاس.
  • سرعة تغذية الأسلاك. يعتبر حجمها أساسًا حشوة لحام مختلط وتشكيل جيد. يجب أن تتوافق سرعة تغذية السلك مع سرعة اللحام بالنحاس ، ويجب زيادة سرعة تغذية السلك مع زيادة سرعة اللحام بالنحاس.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن زاوية سقوط الليزر ، وزاوية تغذية السلك ، وشكل اللحام ، والحجم كلها عوامل معالجة للنحاس بالليزر.

عند اللحام بالنحاس بالليزر ، فإن اختيار معدن حشو اللحام ، والتدفق ، وغاز التدريع هو في الأساس نفس اختيار اللحام بالنحاس التقليدي. في معظم الحالات ، يمكن إجراء اللحام بالنحاس بالليزر بدون تدفق أو غاز واقي.

مفتاح اللحام بالليزر هو التحكم بشكل معقول في توزيع طاقة الليزر. يتقارب شعاع الليزر على اللحام ، ودرجة حرارة اللحام مرتفعة للغاية ، مما يؤدي إلى ذوبان سريع للغاية. درجة الحرارة غير الكافية للمادة الأساسية تجعل اللحام لا يبلل المادة الأساسية جيدًا ، مما يؤثر على تأثير الملء ويؤدي إلى تدهور تشكيل التماس بالنحاس. يتركز شعاع الليزر على المادة الأساسية. قد تكون درجة حرارة اللحام منخفضة جدًا لتقليل سيولة أو نشاط اللحام. قد ترتفع درجة حرارة المادة الأساسية وتذوب ، مما يتسبب في دخول اللحام مباشرة إلى البركة المنصهرة لتشكيل لحام انصهار. تؤثر المرحلة الهشة المتكونة أيضًا على أداء مفصل اللحام بالنحاس.

يستخدم اللحام بالليزر بشكل أساسي لتوصيل المكونات الإلكترونية والدوائر المتكاملة للوحة الدوائر المطبوعة. يتم استخدام إشعاع الليزر لتسخين خيوط الدائرة المتكاملة ، ويتم نقل الحرارة إلى الركيزة من خلال اللحام أو اللحام المحدد مسبقًا. عندما يتم الوصول إلى درجة حرارة اللحام ، يذوب التدفق واللحام ، ويتم ترطيب الركيزة والخيوط لتشكيل اتصال. تستخدم ليزر YAG في الغالب للحام بالليزر للدوائر المتكاملة.

ليزر أشباه الموصلات هو محول إلكترون-فوتون مباشر مع إمكانية تعديل مباشرة. يمكن تحقيق تحويل الليزر النبضي والليزر المستمر عن طريق ضبط خرج الطاقة. الطول الموجي الناتج من ليزر أشباه الموصلات هو 808 نانومتر ، وهو أقصر من ليزر YAG ، وهو أكثر ملاءمة لامتصاص الليزر بواسطة اللحام ويحسن كفاءة التسخين. إن خاصية اللحام بالنحاس بالليزر أشباه الموصلات هي أنه لن يكون له تأثير حراري على المكونات المراد لحامها ، وأن مجال درجة حرارة الليزر يقتصر على نطاق الرصاص. يمكن التحكم في سيولة اللحام بشكل فعال ، وتجنب سد اللحام بين الخيوط الدقيقة.

Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device

أفكار 3 على "Two Types of Laser Welding Device You Should Know"

  1. Avatar of Dimitry يقول Dimitry:

    مقال جميل ، هل يمكنني شراء آلة لحام بالليزر منك؟

    1. Avatar of Sandy يقول Sandy:

      نعم ، سأرسل لك كتالوج.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *