เครื่องตัดเลเซอร์

7 Reliable Sources for Laser Welding Technology

การเชื่อมด้วยเลเซอร์

Laser welding technology is an efficient and precise welding method that uses a high-energy-density laser beam as a heat source. Laser welding technology is one of the important aspects of the application of laser material processing technology. In the 1970s, it was mainly used for welding thin-walled materials and low-speed welding. The welding process is of thermal conductivity type, that is, the surface of the workpiece is heated by laser radiation, and the surface heat is diffused to the inside through thermal conduction. By controlling the width, energy, peak power, and repetition frequency of the laser pulse With other parameters, the workpiece is melted to form a specific molten pool. Because of its unique advantages, it has been successfully applied to the precision welding of micro and small parts.

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ของจีนอยู่ในระดับสูงของโลก มีเทคโนโลยีและความสามารถในการใช้เลเซอร์เพื่อสร้างส่วนประกอบโลหะผสมไททาเนียมที่ซับซ้อนกว่า 12 ตารางเมตร และได้ลงทุนในการผลิตต้นแบบและการผลิตผลิตภัณฑ์ของโครงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์การบินในประเทศหลายโครงการ ในเดือนตุลาคม 2556 ผู้เชี่ยวชาญด้านการเชื่อมของจีนได้รับรางวัล Brooke Prize ซึ่งเป็นรางวัลทางวิชาการสูงสุดในสาขาการเชื่อม และระดับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ของจีนได้รับการยอมรับจากทั่วโลก

หลักการทางเทคนิค

การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำได้โดยใช้ลำแสงเลเซอร์แบบต่อเนื่องหรือแบบพัลซิ่ง หลักการของการเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นการเชื่อมแบบการนำความร้อนและการเชื่อมแบบเจาะลึกด้วยเลเซอร์ ความหนาแน่นของพลังงานน้อยกว่า104~105 กว้าง/ซม.2 สำหรับการเชื่อมแบบนำความร้อน ในขณะนี้ ความลึกของการเจาะจะตื้นและความเร็วในการเชื่อมจะช้า เมื่อความหนาแน่นของพลังงานมากกว่า105~107 กว้าง/ซม.2พื้นผิวโลหะถูกฝังลงใน "รู" ภายใต้การกระทำของความร้อนเพื่อสร้างการเชื่อมแบบเจาะลึก คุณสมบัติของความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วและอัตราส่วนกว้างยาว

หลักการของการเชื่อมด้วยเลเซอร์การนำความร้อนคือ: การแผ่รังสีเลเซอร์ทำให้พื้นผิวที่จะประมวลผลร้อนขึ้น และความร้อนที่พื้นผิวจะกระจายเข้าสู่ภายในผ่านการนำความร้อน โดยการควบคุมความกว้างพัลส์เลเซอร์ พลังงาน กำลังสูงสุด และความถี่การทำซ้ำ และพารามิเตอร์เลเซอร์อื่นๆ ชิ้นงานจะถูกหลอมเพื่อสร้างพูลหลอมเหลวเฉพาะ

เครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ใช้สำหรับการเชื่อมเกียร์และการเชื่อมแผ่นโลหะส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมแบบเจาะลึกด้วยเลเซอร์

การเชื่อมแบบเจาะลึกด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปจะใช้ลำแสงเลเซอร์แบบต่อเนื่องเพื่อทำให้การเชื่อมต่อของวัสดุเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการทางกายภาพทางโลหะวิทยาคล้ายกับการเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนมาก กล่าวคือ กลไกการแปลงพลังงานเสร็จสมบูรณ์ผ่านโครงสร้าง "รูกุญแจ" ภายใต้การฉายรังสีเลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงเพียงพอ วัสดุจะระเหยกลายเป็นรูเล็กๆ รูที่เต็มไปด้วยไอน้ำนี้เปรียบเสมือนวัตถุสีดำที่ดูดซับพลังงานลำแสงตกกระทบเกือบทั้งหมด

อุณหภูมิสมดุลในโพรงถึงประมาณ 2500 องศาเซลเซียส ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากผนังด้านนอกของช่องที่มีอุณหภูมิสูงเพื่อหลอมโลหะที่อยู่รอบ ๆ ช่อง รูเล็ก ๆ เต็มไปด้วยไอน้ำอุณหภูมิสูงที่เกิดจากการระเหยของวัสดุผนังอย่างต่อเนื่องภายใต้การฉายรังสีของลำแสง ผนังทั้งสี่ของรูเล็กๆ ล้อมรอบด้วยโลหะหลอมเหลว และโลหะเหลวล้อมรอบด้วยวัสดุที่เป็นของแข็ง (และในกระบวนการเชื่อมทั่วไปส่วนใหญ่และการเชื่อมด้วยการนำเลเซอร์ พลังงานจะถูกสะสมบนพื้นผิวของชิ้นงานก่อน แล้วจึงขนส่งไปยัง ภายในโดยการโอน)

การไหลของของเหลวภายนอกผนังรูพรุนและความตึงผิวของชั้นผนังจะคงความสมดุลแบบไดนามิกด้วยแรงดันไอน้ำที่สร้างขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่อง ลำแสงจะเข้าสู่รูเล็ก ๆ อย่างต่อเนื่อง และวัสดุภายนอกรูเล็ก ๆ จะไหลอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ลำแสงเคลื่อนที่ รูเล็กๆ จะอยู่ในสถานะการไหลที่เสถียรเสมอ กล่าวอีกนัยหนึ่ง รูเล็กๆ และโลหะหลอมเหลวรอบๆ ผนังของรูจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าด้วยความเร็วข้างหน้าของลำแสงนำ และโลหะหลอมเหลวจะเติมช่องว่างที่เหลือหลังจากที่รูเล็กๆ เคลื่อนออกไปและควบแน่น และรอยเชื่อมจะเกิดขึ้น . กระบวนการทั้งหมดข้างต้นเกิดขึ้นเร็วมากจนความเร็วในการเชื่อมสามารถเข้าถึงได้เพียงไม่กี่เมตรต่อนาที

ทำงาน อีควิปเมนต์

ประกอบด้วยออสซิลเลเตอร์แบบออปติคัลและสื่อที่วางอยู่ระหว่างกระจกที่ปลายทั้งสองของช่องของออสซิลเลเตอร์ เมื่อตัวกลางตื่นเต้นจนอยู่ในสถานะพลังงานสูง ตัวกลางจะเริ่มสร้างคลื่นแสงในระยะเดียวกันและสะท้อนกลับไปกลับมาระหว่างกระจกที่ปลายทั้งสองข้าง ทำให้เกิดรอยต่อสายไฟฟ้าโฟโตอิเล็กทริก ขยายคลื่นแสง และได้รับพลังงานเพียงพอ เพื่อเริ่มเปล่งแสงเลเซอร์

เลเซอร์ยังสามารถตีความได้ว่าเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานดิบ เช่น พลังงานไฟฟ้า พลังงานเคมี พลังงานความร้อน พลังงานแสง หรือพลังงานนิวเคลียร์ ให้เป็นลำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่แสงเฉพาะ (แสงอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็น หรืออินฟราเรด แสงสว่าง). แบบฟอร์มการแปลงนั้นง่ายต่อการดำเนินการในตัวกลางที่เป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ เมื่อสื่อเหล่านี้ตื่นเต้นในรูปของอะตอมหรือโมเลกุล พวกมันจะสร้างลำแสง-เลเซอร์ที่มีเฟสใกล้เคียงกันและมีความยาวคลื่นเกือบเดียว เนื่องจากเฟสเดียวกันและความยาวคลื่นเดี่ยว มุมต่างกันจึงน้อยมาก และระยะทางที่สามารถส่งผ่านได้ค่อนข้างนานก่อนที่จะมีความเข้มข้นสูงเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การเชื่อม การตัด และการอบชุบด้วยความร้อน

Welding Method

Laser Welding Technology
Laser Welding Technology

วิธีการเชื่อมแบบปิดผนึกด้วยเซนเซอร์ ได้แก่ การเชื่อมความต้านทาน การเชื่อมอาร์กอาร์กอน การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน การเชื่อมพลาสม่า และอื่นๆ

การเชื่อมความต้านทาน

ใช้สำหรับเชื่อมชิ้นส่วนโลหะบางๆ ชิ้นงานจะถูกจับยึดระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วและพื้นผิวของอิเล็กโทรดที่สัมผัสโดยกระแสขนาดใหญ่จะหลอมละลายโดยกระแสขนาดใหญ่ กล่าวคือ การเชื่อมจะดำเนินการโดยการให้ความร้อนด้วยความต้านทานของชิ้นงาน ชิ้นงานเปลี่ยนรูปได้ง่าย การเชื่อมความต้านทานเป็นการเชื่อมที่ทั้งสองด้านของรอยต่อ ในขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์จะทำได้เพียงด้านเดียวเท่านั้น อิเล็กโทรดที่ใช้ในการเชื่อมความต้านทานจำเป็นต้องได้รับการบำรุงรักษาบ่อยครั้งเพื่อขจัดออกไซด์และโลหะที่เกาะติดออกจากชิ้นงาน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ของรอยต่อตักโลหะบางไม่ได้ เมื่อสัมผัสกับชิ้นงาน ลำแสงยังสามารถเข้าสู่บริเวณที่เชื่อมได้ยากด้วยการเชื่อมแบบธรรมดา และความเร็วในการเชื่อมนั้นรวดเร็ว

การเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า
การเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า

การเชื่อมอาร์กอาร์กอน: ใช้อิเล็กโทรดที่ไม่สิ้นเปลืองและก๊าซป้องกัน มักใช้ในการเชื่อมชิ้นงานบางๆ แต่ความเร็วในการเชื่อมจะช้ากว่า และความร้อนที่ป้อนเข้าไปจะมากกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์มาก ซึ่งมีแนวโน้มที่จะเสียรูป

เครื่องเชื่อมอาร์กอน
เครื่องเชื่อมอาร์กอน

เครื่องเชื่อมอาร์กอนอาร์ค

การเชื่อมอาร์กพลาสม่า: คล้ายกับอาร์กอนอาร์ก แต่หัวเชื่อมจะสร้างอาร์กที่ถูกบีบอัดเพื่อเพิ่มอุณหภูมิอาร์คและความหนาแน่นของพลังงาน เร็วกว่าการเชื่อมอาร์กอาร์กอนและมีความลึกในการเจาะมากกว่า แต่ด้อยกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน: อาศัยลำแสงอิเล็กตรอนความหนาแน่นพลังงานสูงที่เร่งความเร็วเพื่อชนกับชิ้นงาน และสร้างความร้อนมหาศาลในบริเวณที่มีความหนาแน่นเล็กๆ บนพื้นผิวของชิ้นงาน ทำให้เกิด "รูเล็กๆ" ซึ่งจะทำให้เกิดการเจาะลึก การเชื่อม ข้อเสียเปรียบหลักของการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนคือต้องใช้สภาพแวดล้อมสูญญากาศสูงเพื่อป้องกันการกระเจิงของอิเล็กตรอน อุปกรณ์มีความซับซ้อน ขนาดและรูปร่างของรอยเชื่อมถูกจำกัดโดยห้องสุญญากาศ จำเป็นต้องมีคุณภาพการประกอบของการเชื่อมอย่างเคร่งครัด

การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนแบบไม่ใช้สุญญากาศก็สามารถทำได้เช่นกัน การกระเจิงและการโฟกัสที่ไม่ดีจะส่งผลต่อเอฟเฟกต์ การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอนยังมีปัญหาการชดเชยแม่เหล็กและรังสีเอกซ์ เนื่องจากอิเล็กตรอนมีประจุ พวกมันจะได้รับผลกระทบจากการโก่งตัวของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นชิ้นงานเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนจะต้องถูกล้างอำนาจแม่เหล็กก่อนทำการเชื่อม รังสีเอกซ์มีความแรงเป็นพิเศษภายใต้แรงดันสูง และผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องได้รับการปกป้อง การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ห้องสุญญากาศและการบำบัดด้วยการล้างอำนาจแม่เหล็กก่อนทำการเชื่อมชิ้นงาน สามารถทำได้ในบรรยากาศและไม่มีปัญหากับการป้องกันด้วยรังสีเอกซ์ จึงสามารถดำเนินการออนไลน์ในสายการผลิตและยังสามารถเชื่อมวัสดุแม่เหล็กได้อีกด้วย

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ การจัดหมวดหมู่

เลเซอร์ CO2
CO2 เลเซอร์
Nd: YAG เลเซอร์
Nd: YAG เลเซอร์

เลเซอร์ที่ใช้ในการเชื่อมมี 2 ประเภทหลักๆ คือ CO2 เลเซอร์และเลเซอร์ Nd: YAG ทั้งCO2 เลเซอร์และเลเซอร์ Nd: YAG เป็นแสงอินฟราเรดที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า ลำแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์ Nd: YAG ส่วนใหญ่เป็นแสงอินฟราเรดใกล้ที่มีความยาวคลื่น 1.06 Lm ตัวนำความร้อนมีอัตราการดูดกลืนแสงสูงในช่วงความยาวคลื่นนี้ สำหรับโลหะส่วนใหญ่ การสะท้อนแสงของมันคือ 20% ~ 30% ตราบใดที่ใช้กระจกสะท้อนแสงมาตรฐาน ลำแสงอินฟราเรดใกล้จะโฟกัสไปที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.25 มม. ได้ ลำแสงของCO2 เลเซอร์เป็นแสงอินฟราเรดไกลที่มีความยาวคลื่น 10.6Lm

การสะท้อนแสงของโลหะส่วนใหญ่ต่อแสงนี้ถึง 80% ~ 90% และต้องใช้กระจกสะท้อนแสงแบบพิเศษเพื่อโฟกัสลำแสงให้มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.75-0.1 มม. พลังของเลเซอร์ Nd: YAG โดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 4000~6000W และกำลังสูงสุดอยู่ที่ 10,000W ในขณะนี้ CO2 กำลังเลเซอร์สามารถเข้าถึง 20000W หรือมากกว่าได้อย่างง่ายดาย

CO . กำลังสูง2 เลเซอร์แก้ปัญหาการสะท้อนแสงสูงผ่านเอฟเฟกต์รูเข็ม เมื่อพื้นผิวของวัสดุที่ฉายรังสีโดยจุดแสงละลาย จะเกิดรูเข็มขึ้น รูเข็มที่เต็มไปด้วยไอนี้เปรียบเสมือนวัตถุสีดำซึ่งดูดซับพลังงานของแสงตกกระทบเกือบทั้งหมด อุณหภูมิสมดุลอยู่ที่ประมาณ 25,000 e และการสะท้อนแสงจะลดลงอย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่กี่ไมโครวินาที

แม้ว่าการมุ่งเน้นการพัฒนาของ CO2 เลเซอร์ ยังคงเน้นที่การพัฒนาอุปกรณ์ ไม่ได้เกี่ยวกับการเพิ่มกำลังขับสูงสุด แต่จะปรับปรุงคุณภาพลำแสงและประสิทธิภาพการโฟกัสได้อย่างไร นอกจากนี้ เมื่อใช้การเชื่อมกำลังสูงด้วยCO2 เลเซอร์ที่สูงกว่า 10 กิโลวัตต์ หากใช้ก๊าซป้องกันอาร์กอน พลาสมาที่แรงมักจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิดและความลึกในการเจาะจะตื้นขึ้น ดังนั้น เมื่อCO2 การเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังแรงสูง ก๊าซฮีเลียมที่ไม่สร้างพลาสมามักใช้เป็นก๊าซป้องกัน

การใช้เลเซอร์ไดโอดร่วมกันสำหรับคริสตัล Nd: YAG กำลังสูงที่น่าตื่นเต้นเป็นหัวข้อการพัฒนาที่สำคัญ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของลำแสงเลเซอร์ได้อย่างมาก และทำให้การประมวลผลเลเซอร์มีประสิทธิภาพมากขึ้น การใช้อาร์เรย์ไดโอดโดยตรงเพื่อกระตุ้นเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นเอาต์พุตอยู่ในบริเวณใกล้อินฟราเรด กำลังเฉลี่ยอยู่ที่ 1 กิโลวัตต์ และประสิทธิภาพการแปลงโฟโตอิเล็กทริกใกล้เคียงกับ 50% ไดโอดยังมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น (10,000 ชั่วโมง) ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาอุปกรณ์เลเซอร์ การพัฒนาอุปกรณ์เลเซอร์โซลิดสเตตแบบปั๊มไดโอด

กระบวนการ NSพารามิเตอร์

พลัง NSความเข้มข้น

ความหนาแน่นของพลังงานเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในการประมวลผลด้วยเลเซอร์ ด้วยความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น ชั้นผิวสามารถถูกทำให้ร้อนถึงจุดเดือดภายในช่วงเวลาไมโครวินาที ส่งผลให้เกิดการกลายเป็นไอจำนวนมาก ดังนั้นความหนาแน่นพลังงานสูงจึงเป็นประโยชน์สำหรับการประมวลผลการกำจัดวัสดุ เช่น การเจาะ การตัด และการแกะสลัก สำหรับความหนาแน่นของพลังงานที่ต่ำกว่า จะใช้เวลาหลายมิลลิวินาทีเพื่อให้อุณหภูมิพื้นผิวถึงจุดเดือด ก่อนที่ชั้นผิวจะระเหยกลายเป็นไอ ชั้นล่างจะถึงจุดหลอมเหลว ซึ่งทำให้ง่ายต่อการสร้างรอยเชื่อมที่ดี

เลเซอร์ NSulse Waveform

รูปคลื่นพัลส์เลเซอร์เป็นปัญหาสำคัญในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมแผ่น เมื่อลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงกระทบพื้นผิวของวัสดุ พลังงานเลเซอร์ 60~98% จะสะท้อนและสูญเสียไปบนพื้นผิวโลหะ และการสะท้อนแสงจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิพื้นผิว ในระหว่างการพัลส์เลเซอร์ การสะท้อนแสงของโลหะจะเปลี่ยนไปอย่างมาก

เลเซอร์ NSulse Width

ความกว้างของพัลส์เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญของการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่ง ไม่เพียงแต่เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่แตกต่างจากการกำจัดวัสดุและการหลอมของวัสดุ แต่ยังเป็นพารามิเตอร์หลักที่กำหนดต้นทุนและปริมาณของอุปกรณ์การประมวลผล

ผลกระทบของปริมาณที่ไม่โฟกัสต่อคุณภาพของเครื่องเชื่อม

การเชื่อมด้วยเลเซอร์มักจะต้องใช้ระยะพร่ามัวอยู่บ้าง เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานที่จุดศูนย์กลางของจุดที่จุดโฟกัสของเลเซอร์สูงเกินไป และระเหยกลายเป็นรูได้ง่าย ในแต่ละระนาบที่อยู่ห่างจากการโฟกัสด้วยเลเซอร์ การกระจายความหนาแน่นของพลังงานจะค่อนข้างสม่ำเสมอ การพร่ามัวมีสองวิธี: การพร่ามัวในเชิงบวกและการพร่ามัวเชิงลบ หากระนาบโฟกัสอยู่เหนือชิ้นงาน แสดงว่าพร่ามัวเป็นบวก มิฉะนั้น จะเป็นพร่ามัวเชิงลบ ตามทฤษฎีทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต เมื่อระยะห่างระหว่างระนาบพร่ามัวบวกและลบกับระนาบการเชื่อมเท่ากัน ความหนาแน่นของพลังงานบนระนาบที่สอดคล้องกันจะใกล้เคียงกัน แต่รูปร่างของสระหลอมเหลวที่ได้รับนั้นแตกต่างกันจริง เมื่อความพร่ามัวเป็นลบ สามารถรับความลึกการเจาะได้มากขึ้น ซึ่งสัมพันธ์กับกระบวนการก่อตัวของแอ่งหลอมเหลว

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์ของวัสดุ 50~200us เริ่มหลอมเหลว ก่อตัวเป็นโลหะเหลวและกลายเป็นไอบางส่วน ก่อตัวเป็นไอน้ำแรงดันสูง และพ่นด้วยความเร็วสูงมาก ปล่อยแสงสีขาวพราวพราว ในเวลาเดียวกัน ไอระเหยที่มีความเข้มข้นสูงทำให้โลหะเหลวเคลื่อนไปที่ขอบของแอ่งหลอมเหลว ทำให้เกิดความกดอากาศต่ำตรงกลางแอ่งหลอมเหลว เมื่อความพร่ามัวเป็นลบ ความหนาแน่นของพลังงานภายในของวัสดุจะสูงกว่าพื้นผิว และง่ายต่อการสร้างการหลอมละลายและการกลายเป็นไอที่แรงขึ้น เพื่อให้พลังงานแสงสามารถส่งผ่านไปยังส่วนลึกของวัสดุได้ ดังนั้น ในการใช้งานจริง เมื่อความลึกในการเจาะต้องมีขนาดใหญ่ จะใช้การพร่ามัวเชิงลบ เมื่อเชื่อมวัสดุที่บางแล้ว ควรใช้ระยะพร่ามัวที่เป็นบวก

งานเชื่อม NSฉี่

ความเร็วของความเร็วในการเชื่อมจะส่งผลต่อการป้อนความร้อนต่อหน่วยเวลา หากความเร็วในการเชื่อมต่ำเกินไป ความร้อนที่ป้อนเข้าจะมีขนาดใหญ่เกินไป ทำให้ชิ้นงานไหม้ได้ หากความเร็วในการเชื่อมเร็วเกินไป ความร้อนที่ป้อนเข้าจะน้อยเกินไปและชิ้นงานจะไม่ถูกเชื่อม

ลักษณะการเชื่อมด้วยเลเซอร์

เครื่องเชื่อมเลเซอร์
เครื่องเชื่อมเลเซอร์

เป็นการเชื่อมแบบฟิวชันซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งพลังงานเพื่อกระทบกับรอยเชื่อม

ลำแสงเลเซอร์สามารถนำทางด้วยชิ้นเลนส์แบบแบน (เช่น กระจก) จากนั้นจึงใช้องค์ประกอบการโฟกัสแบบสะท้อนแสงหรือเลนส์เพื่อฉายลำแสงบนรอยเชื่อม

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมแบบไม่สัมผัส ไม่จำเป็นต้องใช้แรงดันระหว่างการทำงาน แต่ต้องใช้ก๊าซเฉื่อยเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของสระหลอมเหลว ใช้โลหะฟิลเลอร์เป็นครั้งคราว

การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถใช้ร่วมกับการเชื่อม MIG เพื่อสร้างการเชื่อมแบบไฮบริดด้วยเลเซอร์ MIG เพื่อให้เกิดการเชื่อมแบบเจาะทะลุขนาดใหญ่ และในขณะเดียวกัน การป้อนความร้อนจะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับการเชื่อม MIG

ข้อดีและข้อเสีย

NSความได้เปรียบ

  • ปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าไปจะลดลงเหลือน้อยที่สุดตามที่ต้องการ ช่วงการเปลี่ยนแปลงทางโลหะวิทยาของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะมีขนาดเล็ก และการเสียรูปที่เกิดจากการนำความร้อนก็ต่ำที่สุดเช่นกัน
  • พารามิเตอร์กระบวนการเชื่อมของการเชื่อมแบบ single pass ความหนา 32 มม. ได้รับการตรวจสอบและผ่านการรับรองแล้ว ซึ่งสามารถลดเวลาในการเชื่อมแผ่นหนาและประหยัดการใช้โลหะฟิลเลอร์
  • ไม่จำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรด และไม่ต้องกังวลกับการปนเปื้อนหรือความเสียหายของอิเล็กโทรด และเนื่องจากไม่ใช่กระบวนการเชื่อมแบบสัมผัส จึงสามารถลดการสึกหรอและการเสียรูปของอุปกรณ์ได้
  • ลำแสงเลเซอร์นั้นง่ายต่อการโฟกัส จัดตำแหน่ง และนำทางด้วยเครื่องมือออปติคัล สามารถวางไว้ในระยะที่เหมาะสมจากชิ้นงาน และสามารถนำทางใหม่ระหว่างเครื่องมือหรือสิ่งกีดขวางรอบชิ้นงานได้ กฎการเชื่อมอื่นๆ อยู่ภายใต้ข้อจำกัดด้านพื้นที่ที่กล่าวถึงข้างต้น เล่นไม่ได้
  • สามารถวางชิ้นงานในพื้นที่ปิดได้ (หลังจากดูดฝุ่นหรือสภาพแวดล้อมก๊าซภายในอยู่ภายใต้การควบคุม)
  • ลำแสงเลเซอร์สามารถโฟกัสไปที่พื้นที่เล็กๆ และสามารถเชื่อมชิ้นส่วนที่มีขนาดเล็กและเว้นระยะห่างได้ใกล้เคียงกัน
  • วัสดุหลากหลายที่สามารถเชื่อมได้ และวัสดุที่ต่างกันสามารถเชื่อมติดกันได้
  • การเชื่อมด้วยความเร็วสูงอัตโนมัติทำได้ง่าย และยังสามารถควบคุมได้ด้วยดิจิตอลหรือคอมพิวเตอร์
  • เมื่อเชื่อมวัสดุบางหรือลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางบาง จะไม่ยุ่งยากเหมือนการเชื่อมอาร์ก
  • ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก (การเชื่อมอาร์กและการเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอนทำได้ง่าย) และสามารถจัดแนวรอยเชื่อมได้อย่างแม่นยำ
  • สามารถเชื่อมโลหะสองชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกัน (เช่น ความต้านทานต่างกัน) ได้
  • ไม่จำเป็นต้องมีเครื่องป้องกันสุญญากาศหรือเอ็กซ์เรย์
  • หากใช้การเชื่อมผ่านรู อัตราส่วนความลึกต่อความกว้างของเม็ดเชื่อมจะสูงถึง 10:1
  • สามารถเปลี่ยนอุปกรณ์เพื่อส่งลำแสงเลเซอร์ไปยังหลายเวิร์กสเตชัน

NSน่ากลัว

  • ตำแหน่งของรอยเชื่อมต้องแม่นยำมากและต้องอยู่ภายในระยะโฟกัสของลำแสงเลเซอร์
  • เมื่อการเชื่อมจำเป็นต้องใช้จิ๊ก จะต้องมั่นใจว่าตำแหน่งสุดท้ายของรอยเชื่อมนั้นอยู่ในแนวเดียวกับจุดเชื่อมที่ได้รับผลกระทบจากลำแสงเลเซอร์
  • ความหนาของรอยเชื่อมสูงสุดถูกจำกัด และความหนาการเจาะของชิ้นงานมากกว่า 19 มม. และการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่เหมาะสำหรับสายการผลิต
  • สำหรับวัสดุที่มีค่าการสะท้อนแสงสูงและมีค่าการนำความร้อนสูง เช่น อลูมิเนียม ทองแดง และโลหะผสม ความสามารถในการเชื่อมจะเปลี่ยนด้วยเลเซอร์
  • เมื่อทำการเชื่อมด้วยลำแสงเลเซอร์ที่มีพลังงานปานกลางถึงสูง จำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมพลาสมาเพื่อขับก๊าซไอออไนซ์ออกไปรอบๆ สระหลอมเหลว เพื่อให้แน่ใจว่าลูกปัดเชื่อมจะปรากฏขึ้นอีกครั้ง
  • ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานต่ำเกินไป มักจะน้อยกว่า 10%;
  • แนวเชื่อมจะแข็งตัวอย่างรวดเร็ว และอาจมีความกังวลเกี่ยวกับความพรุนและความเปราะบาง
  • อุปกรณ์มีราคาแพง

เพื่อขจัดหรือลดข้อบกพร่องของการเชื่อมด้วยเลเซอร์และใช้ประโยชน์จากวิธีการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมนี้ ได้มีการเสนอแหล่งความร้อนอื่นๆ และกระบวนการเชื่อมแบบไฮบริดด้วยเลเซอร์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์และอาร์ค เลเซอร์และอาร์คพลาสม่า เลเซอร์และแหล่งกำเนิดความร้อนแบบเหนี่ยวนำ การเชื่อมด้วยลำแสงเลเซอร์คู่และการเชื่อมด้วยเลเซอร์หลายลำแสง ฯลฯ นอกจากนี้ยังมีการเสนอมาตรการเสริมต่างๆ เช่น การเชื่อมลวดด้วยเลเซอร์ (ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นการเชื่อมด้วยลวดเย็นและการเชื่อมด้วยลวดร้อน) สนามแม่เหล็กช่วย การเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ได้รับการปรับปรุง การป้องกันการเชื่อมด้วยเลเซอร์ความลึกของสระหลอมเหลวที่ควบคุมด้วยแก๊ส และการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานโดยใช้แรงเสียดทานโดยใช้เลเซอร์ช่วย

Laser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding TechnologyLaser Welding Technology

หนึ่งความคิดบน “7 Reliable Sources for Laser Welding Technology

  1. Avatar of Coba Coba พูดว่า:

    เป็นงานที่ดีขอบคุณสำหรับการแบ่งปันความรู้ของคุณ

    1. Avatar of Sandy Sandy พูดว่า:

      ขอบคุณ!

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *