جوشکاری لیزری، مزایا و معایب آن

در اين مبحث نگاهی داريم به مزایا و معایب فناوری جوش لیزری و مقایسه آن با تکنیک‌های جوشکاری سنتی. به هر حال، این تکنیک‌های جوشکاری کلاسیک هنوز رایج‌ترین روش‌ها هستند و احتمالاً مواردی هستند که جوش لیزری در برابر آن‌ها قرار می‌گیرد.

مزايا

– ایده آل برای اتوماسیون:

نکته شماره یک که انتقال به جوشکاری لیزری را ارزشمند می کند این است که با فرآیند تولید خودکار مطابقت دارد. اگرچه جوش لیزری در چاپ سه بعدی محبوبیت پیدا کرد، اما اکنون برای نسخه های خودکار کاربردهای جوشکاری سنتی تر نیز مفید شده است.

اتوماسیون فرآیند جوشکاری، مزایای بسیاری را برای سازنده فراهم می کند. كه نیاز به عملیات دستی را کاهش می دهد و در نتیجه محصولاتی با دقت بهتر و کیفیت سازگارتر تولید می کند. سیستم‌های خودکار بسیار سریع‌تر از جوشکار انسانی هستند، که برای صنایع با حجم بالا بسیار مهم است.

– سازگار با طیف گسترده ای از مواد:

در جوشکاری سنتی با استفاده از شعله یا قوس الکتریکی، تغییر از یک ماده به ماده دیگر شامل تغییر دمای شعله با شدت قوس الکتریکی است. لیزرها به همان روش کار می کنند و می توان شدت آنها را تنظیم کرد تا برای مواد مختلف مناسب شوند. مزیت اصلی لیزرها در این زمینه این است که آنها می توانند پارامترهای از پیش تعیین شده ای برای مواد مختلف داشته باشند که باعث می شود تغییرات بسیار روان تر شود.

چگالی توان بالای لیزرها آنها را قادر به جوشکاری موادی می کند که برای سایر تکنیک های جوشکاری چالش برانگیز بود. لیست موادی که می توان با لیزر جوش داد طولانی است و شامل فلزات فوق العاده قوی مانند تیتانیوم و فولاد کربنی است. از نظر چگالی توان خالص، تنها فناوری که می تواند با جوش لیزری کامل شود، جوشکاری با پرتو الکترونی است.

– نرخ گرمایش بسیار بالا:

یکی دیگر از مزایای چگالی توان بالای لیزر این است که مواد را بسیار سریعتر از شعله یا قوس الکتریکی ذوب می کند. این مزيت اجازه می دهد تا جوشکاری سریع تر و جوش های قوی تر ايجاد شود. عمق نفوذ در جوش لیزری را می توان با تنظیم توان کنترل کرد. می توان از پالس های لیزر برای جلوگیری از آسیب به مواد و دستگاه استفاده کرد.

– می تواند اتصالات با هندسه سخت را جوش دهد:

یکی از ویژگی های منحصر به فرد جوش لیزری این است که می تواند از راه دور کار کند. نوک لیزر نیازی به نزدیک بودن به مواد برای ارائه توان لازم برای جوشکاری ندارد. این امر فضای بیشتری را برای دستکاری قطعه کار می دهد و امکان جوشکاری اتصالات با هندسه های سخت را فراهم می کند.

– ایمنی بالا:

دستگاه های جوش لیزری معمولاً کاملاً خودکار هستند و دارای فضاهای کاری بسته هستند. بر اساس این ويژگي، یک دستگاه جوش لیزر سرمایه گذاری ارزشمندي است. هر فناوری که ایمنی محل کار را افزایش می دهد و پرسنل را از خطرات غیر ضروری دور نگه می دارد باید مورد توجه قرار بگيرد.

معایب:

• فلزات ممکن است به دلیل سرد شدن سریع ترک بخورند: هر چیزی که سریع گرم می شود به سرعت خنک می شود. در جوشکاری لیزری نیز چنین است. تحویل موضعی نیرو از طریق لیزر به این معنی است که اتصالات به سرعت به هم جوش داده می شوند. همچنین به این معنی است که گرما در اتصالات به همان سرعت از طریق مواد پخش می شود. كه باعث ایجاد تنش حرارتی عظیمی می شود که همه مواد نمی توانند بدون آسیب ديدن آن را تحمل کنند. فولاد کربنی یک نمونه کلاسیک از فلزی است که با سرد شدن خیلی سریع تمایل به شکستن و ترک خوردن دارد
• سرمایه مورد نیاز بالا : این احتمالاً بزرگترین مانعی است که بین این فناوری و پذیرش آن وجود دارد –  دستگاه های لیزر جوشکاری  گران هستند. این در مقایسه با روش‌های جوشکاری قدیمی‌تر که از شعله گاز یا قوس الکتریکی استفاده می‌کنند، آشکارتر است. جوشکاری اغلب به عنوان یک کاری دیده می شود که نیاز به جوشکار ماهر دارد اما لزوماً به تجهیزات گران قیمت نیاز ندارد. جوشکاری لیزری کل این دیدگاه را تغییر می دهد – تجهیزات گران هستند و کار با آن مهارت زیادی نمی خواهد.