جوشکاری لیزری از روش‌های نوین و تکنولوژی‌های مدرن و به روز است که امروزه اهمیت بسیار زیادی در صنعت کشورمان پیدا کرده است. امروزه صاحبان صنایع مختلف با به کارگیری این تکنولوژی در کسب‌وکار خود توانسته‌اند در جهت پیشرفت خود گام های مثبت بردارند. جوشکاری لیزری متناسب با کاربرد آن در کسب و کارهای گوناگون با روش‌های بسیار متنوع و به وسیله دستگاه‌های جوشکاری مختلف انجام می‌شود. آشنایی با این تکنولوژی مدرن لازمه متخصصین جوشکاری همچنین کارشناسان و مهندسین صنایع مختلف می‌باشد.
تاریخچه جوشکاری لیزری
برای اولین بار کلمه لیزر در سال ۱۹۵۹ توسط دانشجوی دانشگاه کلمبیا کشف و استفاده شد و سپس در اواخر دهه ۶۰ از روش گرما و حرارت استفاده شده و به مرور در دهه ۷۰ میلادی از روش جوشکاری لیزری در شکل های ابتدایی استفاده شد و رفته رفته همراه با رشد تکنولوژی و ساخت دستگاه جدید و استفاده از روش ها و حالت های مختلف این روش در حال حاضر یک روش نوین در جوشکاری شناخته می شود و در صنایع مختلف بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
تعریف جوشکاری لیزری
یکی از انواع روش های جوشکاری ذوبی که به شکل نوینی انجام می شود جوش لیزری است و دقت بالا و سرعت زیادی در حین فرایند جوشکاری در اختیار کاربر قرار می دهد. در روش جوشکاری لیزری (laser welding) با استفاده از ایجاد گرما و تابش اشعه لیزر، جوشکاری انجام می شود. روش کار جوشکاری لیزری به این صورت است که با تابش اشعه به سطح کار و قطعه مورد نظر و ایجاد حرارت بالا حوضچه مذاب تشکیل می شود و در نتیجه می توان فرایند اتصال و جوش را به وجود آورد.
این روش از جوشکاری ذوبی دارای حالت ها و روش های مختلفی می باشد و به وسیله آن می توان انواع فلزات را به یکدیگر متصل کرد و جوش داد. از این روش جوش در صنایع مختلف استفاده می شود و کاربرد گسترده ای نیز دارد. جوشکاری پرتو لیزری به گونه ای است که به وسیله آن می توان انواع فلزات را جوش داد و برای این کار دستگاه هایی نیز به صورت دستی و تمام اتومات وجود دارند.
آشنایی با انواع جوشکاری لیزر
- جوشکاری با انتقال حرارت
در این فرایند سطح فلز بالاتر از نقطه ذوب فلز گرم می شود، اما نه در حدی که بخار شود. این فرایند برای جوشکاری هایی که به مقاومت جوشکاری بالا احتیاج ندارند، استفاده می شود. مزیت جوشکاری با هدایت گرما این است که جوش نهایی بسیار روان و از نظر زیبا است. از لیزر کم توان در محدوده <500W برای جوشکاری هدایت گرما استفاده می شود. - جوشکاری سوراخ کلید
در جوشکاری پرتو لیزر فلز را به گونه ای گرم می کند که سطح تماس بخار می شود و در عمق فلز فرو می رود. این یک سوراخ کلید را ایجاد می کند که در آن شرایطی مانند پلاسما ایجاد می شود که دما بیش از ۱۰ هزار کیلوگرم باشد. این فرایند جوشکاری به لیزرهایی با قدرت بالا با توان بالاتر از ۱۰۵W / mm2 نیاز داشت.
مزایا و معایب 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
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 آن ها اشاره می کنیم:
- محدودیت در ضخامت ورق
- بازده تبدیل انرژی کم
- نیازر به تجربه و مهارت بالا
نقش گازهای محافظ در جوشکاری لیزری
عملکرد اصلی گاز محافظ برای جوشکاری لیزر ورق های نازک محافظت از منطقه جوش در برابر آلودگی جوی است. جوشکاری ورق فولاد به راحتی و بدون گاز محافظ انجام می شود، اما ممکن است ظاهر قسمت فوقانی و زیرین آن چندان صاف نباشد و مقداری تخلخل در جوش وجود داشته باشد. آرگون متداول ترین گاز مورد استفاده است، اما بسته به نیازهایی مانند سرکوب پلاسما، نفوذ، سختی، تخلخل و غیره می توان از هلیم، ازت، CO 2 یا انواع مخلوط های گازی نیز استفاده کرد. استفاده از مخلوط آرگون، هلیوم یا هلیوم_آرگون (تا ۵۰٪ آرگون) برای جوشکاری لیزری ورق آلومینیوم توصیه می شود.
