انواع جوشکاری لیزری (انواع دستگاه جوش لیزری)

ما این محصول را با شرایطی ویژه و همراه با آموزش نصب و راه‌اندازی به شما ارائه می‌دهیم.

آشنایی با انواع جوشکاری لیزری

روش های جوشکاری با لیزر، انواع مختلفی دارد و هرکدام از آن‌ها نیز از ویژگی‌های خاص خود بهره می‌برند.

در این بخش تصمیم داریم انواع جوشکاری لیزری را معرفی کنیم تا بهتر بتوانید دست به انتخاب روش مناسب با توجه به شرایط کار خود بزنید:

1- جوش فایبر (Fiber Laser Welding)

این نوع جوش، فرآیندی از جوشکاری است که از پرتوهای لیزر فایبر به عنوان منبع انرژی استفاده و به ترکیب و اتصال قطعات فلزی کمک می‌کند.

فرآیند جوش فایبر به شرح زیر است:

• از یک پرتو لیزر متمرکز استفاده می‌شود که مواد را ذوب و فلزات را با یک منبع گرمای متمرکز به هم جوش می‌دهد.
• دایود لیزری در این فرآیند، نوری را تولید می‌کند.
• سپس نور ساطع شده پس از تقویت در معرض تغییرات در کابل فیبر نوری قرار می‌گیرد.
• درنهایت انواع دستگاه جوش لیزری فایبر، یک جوش قوی ایجاد می‌کنند و اطمینان می‌دهند که مواد جوش‌شده دقیقاً با سرعت زیاد و کیفیت بالا به هم متصل می‌شوند.

مزایای انجام این روش از انواع جوشکاری لیزری به شرح زیر است:

• این فرآیند برای همجوشی ورق‌های نازکی مناسب است که ظریف هستند.
• از آنجایی که این فرآیند شامل گرمایش و سرمایش سریع است، زمان جوشکاری کوتاه‌تر از روش‌های جوشکاری سنتی است.
• همچنین به این دلیل که این نوع جوش دارای چگالی توان بالایی است، دستیابی به جوش با نفوذ عمیق امکان‌پذیر است.

کاربردهای جوشکاری فایبر در صنایع دفاعی، ساختمانی، الکترونیک و خودروسازی است.

2- جوشکاری لیزری سوراخ کلیدی (Keyhole Laser Welding)

جوشکاری سوراخ کلیدی روشی پیشرفته است که در حین جوشکاری، سوراخی باریک و عمیق در قطعه کار ایجاد می‌کند.

فرآیند جوشکاری سوراخ کلیدی به شرح زیر است:

• در این فرآیند، از یک پرتو لیزر پرقدرت استفاده می‌شود که انرژی زیادی را برای ایجاد سوراخ کلیدی در مواد فراهم می‌کند.
•  سوراخ کلیدی از ضخامت قطعه کار عبور و امکان جوشکاری لیزری با نفوذ عمیق را فراهم می‌کند.
• در طی این فرآیند، مواد قطعه کار به دلیل فشار بخار تبخیر می‌شود که به ثابت نگه داشتن سوراخ کلیدی کمک می‌کند.

فرآیند جوشکاری سوراخ کلیدی مزایای زیر را دارد:

• قادر است به عمق مواد ضخیم نفوذ کند.
• این تکنیک برای کاربردهایی که نیاز به جوش‌هایی با نفوذ کامل دارند، بسیار مناسب است.
• اتصالات ایجاد شده توسط این فرآیند از جوش‌های باکیفیت و با حداقل اعوجاج هستند.

صنایعی که از فرآیندهای جوشکاری سوراخ کلیدی برای کاربردهای مختلف استفاده می‌کنند شامل صنایع هوافضا و خودروسازی هستند.

زیرا در این صنایع، باید قطعات سنگین‌تری را با استفاده از ورق ضخیم‌تر تولید کنند.

3- جوشکاری رسانایی یا هدایتی (Conduction Welding)

جوشکاری رسانایی لیزری، فرآیندی است که در آن قطعات فلزی از طریق رسانش گرما به یکدیگر متصل می‌شوند.

روش جوشکاری رسانایی برای جوشکاری متریال نازک یا مواد با هدایت حرارتی کم مناسب است.

فرآیند جوشکاری رسانایی به شرح زیر است:

• یک پرتو لیزر از اجزای فلزی در نقطه اتصال عبور می‌کند.
• این جزء انرژی اشعه لیزر را جذب می‌کند.
• جذب انرژی منجر به گرم شدن می‌شود.
• سپس مواد مذاب پخش می‌شود و یک جوش ایجاد می‌کند.

در جوشکاری رسانش گرم از لیزرهای کم‌مصرف استفاده می‌شود و به دلیل هدایت حرارتی کنترل شده، محل اتصال را جوش می‌دهند.

این نوع جوش در جوشکاری ظریف، فرآیند مناسبی است.

مزایای زیادی در ارتباط با فرآیند جوشکاری هدایت حرارتی وجود دارد که مهم‌ترین آن‌ها به شرح زیر است:

• کنترل دقیقی بر فرآیند جوشکاری ارائه می‌دهد.
• عیوب روی جوش نهایی نیز به حداقل می‌رسد.

این فرآیند جوشکاری در کاربردهای تجهیزات پزشکی، الکترونیک و صنایع تولید جواهرات رایج است.

4- جوشکاری با نفوذ عمیق (Deep Penetration Welding)

جوشکاری با نفوذ عمیق، روشی است که برخلاف روش های جوشکاری سنتی، از پرتو لیزر پرقدرت استفاده می‌کند تا قطعه کار عمیق‌تر جوش داده شود.

این روش به دلیل استفاده از پرتو لیزر با انرژی بالا، برای جوش دادن مواد ضخیم استفاده می‌شود.

روند جوشکاری عمیق لیزری به شرح زیر است:

• یک پرتو لیزر متمرکز با چگالی توان بالا در معرض اتصال بین قطعات فلزی قرار می‌گیرد تا جوش‌های عمیق ایجاد شود.
• شدت انرژی لیزر منجر به عمق جوش مدنظر می‌شود.
• پرتو لیزر مواد را گرم می‌کند.
• سپس بخار می‌شود و حفره‌ای در قطعه کار ایجاد می‌کند.

جوشکاری لیزری با نفوذ عمیق در مقایسه با فرآیندهای جوشکاری سنتی مزایای زیر را دارد:

• این نوع جوش، اجازه می‌دهد تا مواد ضخیم را تنها در یک‌بار جوشکاری کنید و نیاز به جوش‌های لیزری متعدد را از بین می‌برد.
• مواد با نقطه ذوب بالا معمولاً از طریق جوشکاری لیزری با نفوذ عمیق جوش داده می‌شوند.

این روش معمولاً در صنایع مختلف مانند تولید تجهیزات سنگین و صنعت خودروسازی کاربرد دارد، جایی که نیاز به جوش دادن قطعات با ساختار ضخیم وجود دارد.

5. جوشکاری لیزری یاگ (YAG Laser Welding)

جوشکاری YAG، شکلی از جوشکاری از نوع لیزری است که در آن از لیزرهای حالت جامد به نام لیزرهای گارنت آلومینیوم و ایتریوم دوپ شده با نئودیمیم استفاده می‌شود.

این روش به ایجاد اتصالات محکم و دقیق بین اجزای فلزی کمک می‌کند.

جوشکاری یاگ به دلیل تطبیق‌پذیری خود مشهور است زیرا فلزات مختلف را به هم جوش می‌دهد.

فرآیند انجام این نوع از روش های جوشکاری با لیزر به شرح زیر است:

• یک پرتو لیزر پرانرژی در معرض اتصال بین اجزا قرار می‌گیرد.
• پرتو لیزر با گرم کردن فلز، آن را ذوب می‌کند و یک حوضچه جوش ایجاد می‌شود.
• به محض اینکه فلز مذاب جامد شود، یک جوش قوی تشکیل می‌شود.

مزایای جوشکاری YAG عبارت‌اند از:

• لیزرهای YAG کنترل دقیق فرآیند جوشکاری را ارائه می‌دهند و امکان دستیابی به جوش‌های با کیفیت بالا را فراهم می‌کنند.
• پرتو لیزر امکان جوشکاری با نفوذ عمیق را فراهم می‌کند.
• این فرآیند برای جوشکاری مواد ضخیم بسیار مناسب است.
• جوشکاری YAG به جوشکاران امکان کنترل دقیق روی شکل لیزر پالسی، مدت زمان و قدرت جوشکاری را ارائه می‌دهد.

کاربرد جوشکاری لیزر YAG نیز به شرح زیر است:

• در صنایع مختلفی مانند الکترونیک، خودرو و تجهیزات پزشکی استفاده می‌شود.
• برای اتصال قطعات پیچیده به کار می‌رود و جوش‌های مقاومت محور را پشت سر می‌گذارد.
• طول موج آن 1064 نانومتر است و برای جوشکاری موادی مانند آلومینیوم، مس و آلیاژهای مختلف بسیار مناسب است.

6- جوشکاری هیبریدی لیزری (Laser-Hybrid Welding)

جوشکاری هیبریدی لیزری، یک تکنیک جوشکاری پیشرفته است که جوش قوس الکتریکی و جوش لیزری را با هم ترکیب و به ایجاد جوش‌های بسیار کارآمد و دقیق برای اجزای فلزی کمک می‌کند.

در فرآیند جوشکاری لیزر به طور هم‌زمان از جوش قوس الکتریکی و پرتو لیزر استفاده می‌شود.

در این فرآیند، پرتو لیزر به عنوان یک منبع گرما عمل و منطقه‌ای با دمای بالا ایجاد می‌کند که به مواد اجازه ذوب شدن می‌دهد.

همچنین جوشکاری قوس الکتریکی مواد پرکننده را تأمین و گرمای لازم را به حوضچه جوش اضافه می‌کند.

7- جوشکاری گازی (CO2 Laser Welding)

جوشکاری لیزر CO2، فرآیندی است که از پرتو لیزر و گاز دی اکسید کربن به عنوان منبع انرژی استفاده و به اتصال فلزات به یکدیگر کمک می‌کند.

این نوع جوش از انواع جوشکاری لیزری، یک روش جوشکاری عملی و همه‌کاره است که در صنایع متعدد استفاده می‌شود.

فرآیند جوشکاری گازی به‌صورت زیر است:

• جوشکاری لیزر CO2 که شامل ترکیبی از نیتروژن، دی اکسید کربن و گاز هلیوم در یک پرتو لیزر است، با کمک عدسی‌ها و آینه‌ها روی قطعه کار متمرکز می‌شود تا منبع گرما تولید شود.
• گرمای تولید شده توسط پرتو لیزر به ذوب شدن فلز کمک می‌کند و اجازه می‌دهد تا قطعات کار با هم ذوب شوند.

این نوع جوشکاری لیزری، کنترل بیشتری بر فرآیند به جوشکار می‌دهد. چرا؟

زیرا پرتو لیزر متمرکز است و جوشکاری مواد ظریف را به همراه نفوذ عمیق تضمین می‌کند.

صنایع متعددی از جوشکاری CO2 استفاده می‌کنند مانند الکترونیک، تولید، هوافضا و غیره!

تا اینجا با روش های جوشکاری با لیزر آشنا شدید، اگر می‌خواهید درباره‌ی این نوع جوشکاری بیشتر بدانید پیشنهاد می‌کنیم مطلب “جوشکاری لیزری چیست؟” را از دست ندهید.

حال با ما باشید تا در ادامه، به بررسی مزایا و معایب این نوع جوشکاری بپردازیم.

مزایای فناوری جوشکاری پرتو لیزر

فناوری جوشکاری پرتو لیزر، مزایای فراوانی دارد که برخی از آن‌ها به شرح زیر است:

• این نوع جوشکاری، کیفیت و دقت بالایی را ارائه می‌دهد به طوری که ریزترین قطعات را نیز می‌توان بدون هیچ‌گونه اعوجاج ناشی از گرما به یکدیگر جوش داد.
• جوش با پرتو لیزری، سازگاری بالایی دارد و به همین دلیل در جوش‌های تکراری، باعث کاهش ضایعات و افزایش کارایی در تولید می‌شود.
• روش‌ های جوشکاری با لیزر که از لیزرهای کم مصرف استفاده می‌کنند، به حداقل رساندن احتمال اعوجاج حرارتی کمک و اتصال را به فرآیندی بدون تماس تبدیل می‌کنند.
•  این فرآیند جوشکاری بسیار سریع است و به تولید حجم بالایی از اجزای متصل در زمان کوتاه کمک می‌کند.
• انواع روش های جوشکاری لیزری می‌توانند انواع مواد از نازک تا ضخیم را در خود جای دهند. همچنین امکان جوشکاری مواد غیر مشابه را نیز فراهم می‌کنند.

معایب فناوری جوشکاری پرتو لیزر

در کنار مزایا، محدودیت‌هایی در فناوری جوش با پرتو لیزری وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:

•  انواع دستگاه جوش لیزری در مقایسه با دستگاه‌های جوش سنتی (جوش تیگ و میگ) گران هستند و شما نیاز به هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالایی دارید.
• جوشکار لیزری باید مهارت و تخصص کافی برای کار با تجهیزات جوش لیزر داشته باشد. به همین دلیل باید به مدت زمان پالس مناسب و فوکوس پرتو آشنا باشد و باید آموزش اصولی و حرفه‌ای را بگذراند.
• اقدامات ایمنی برای جوشکاری لیزر ضروری است چرا که برخی از فرآیندها از لیزرهای پرقدرت استفاده می‌کنند. از این رو هنگام انجام انواع جوشکاری لیزری، تجهیزات محافظ و محیط کار ایمن ضروری است.

جوشکاری لیزری به عنوان یکی از روش‌های نوین و پیشرفته در صنعت شناخته می‌شود، که دقت و سرعت بالایی را در اتصال قطعات فراهم می‌آورد.

با این حال انواع دیگری از فرآیندهای جوشکاری نیز برای اتصال مواد مختلف به کار گرفته می‌شوند. در ادامه، به معرفی این روش‌ها خواهیم پرداخت.

معرفی و بررسی سایر روش های جوشکاری

بعد از آشنایی با انواع روش های جوشکاری با لیزر و مزایا و معایب آن‌ها، در ادامه سایر روش های جوش را نیز بررسی می‌کنیم:

1- جوش لب به لب (Butt Weld)

جوش لب به لب، زمانی ایجاد می‌شود که دو قطعه فلز در امتداد یک صفحه‌ی واحد به هم متصل شوند.

این نوع جوش به دلیل استحکام و قابلیت اطمینان بالا، در خطوط لوله و کاربردهای سازه‌ای رایج است.

2- جوش سپری (Fillet Weld)

جوش سپری، دو سطح را با زاویه قائمه به هم متصل می‌کند.

از این جوش معمولاً برای اتصالات لبه، سه‌راهی و گوشه استفاده می‌شود.

جوش سپری، یک نوع جوش همه‌کاره است و به طور گسترده در ساخت‌وساز استفاده می‌شود.

3- جوش شیاری (Groove Weld)

جوش‌های شیاری با قرار دادن فلز جوش در یک شیار بین دو قطعه فلز ایجاد می‌شوند.

این جوش‌ها زمانی استفاده می‌شوند که برای محکم‌تر شدن اتصال، نیاز به نفوذ بیشتر باشد.

4- جوش گوشه (Corner Weld)

از جوش‌های گوشه‌ای برای اتصال دو قطعه فلز با زاویه 90 درجه استفاده می‌شود که یک اتصال L شکل را تشکیل می‌دهد.

این جوش‌ها اغلب در پروژه‌های ساخت قاب به کار می‌روند.

5- جوش پوششی (Lap Weld)

وقتی دو قطعه ماده روی هم قرار می‌گیرند، به این نوع اتصال “مفصل لبه” گفته می‌شود و جوش پوششی در محل اتصال آن‌ها انجام می‌شود.

این نوع اتصال از نظر مکانیکی بسیار مقاوم است، به‌ویژه وقتی هر دو قطعه ماده به جای یک قطعه جوش داده شده باشند. این روش باعث تقویت و استحکام بیشتر اتصال می‌شود.

مقدار همپوشانی که باید بین دو قطعه ایجاد شود، به ضخامت مواد بستگی دارد.

هرچه مواد ضخیم‌تر باشند، نیاز به همپوشانی بیشتری برای ایجاد اتصال محکم‌تر خواهید داشت.

در حین انجام این فرآیند، بسیار مهم است که اطمینان حاصل کنید هیچ شکافی بین دو قطعه وجود نداشته باشد.

بنابراین قبل از شروع کار، حتماً مطمئن شوید که لبه‌ها کاملاً هم‌سطح و هماهنگ با هم قرار دارند.

6- جوش پیشانی یا لبه (Edge Weld)

اتصال لبه زمانی ایجاد می‌شود که دو لبه که به سمت بالا هستند و به‌طور موازی به هم جوش داده شوند.

اگر قطعات جوش داده‌شده قرار است تحت فشار اضافی قرار گیرند، این نوع اتصال مناسب نخواهد بود و باید از آن اجتناب کرد.

با این حال برخی از این اتصالات می‌توانند به‌صورت مربع رها شوند یا برای بهبود استحکام، می‌توان آن‌ها را به شکل شیار V، U یا حتی J برش داد.

اتصال لبه می‌تواند از جوشکاری در اطراف نیز بهره‌مند شود یعنی اینکه می‌توان تمام طرف‌های آن را جوش داد تا استحکام و دوام اتصال افزایش یابد.

علاوه بر جوش‌های ذکر شده، انواع دیگری مانند جوش انگشتانه، جوش کام و غیره نیز وجود دارند که هر یک ویژگی‌های خاص خود را دارند.

حالا که با انواع روش‌های جوشکاری سنتی آشنا شده‌اید، لازم است تا با علائم این جوش‌ها نیز آشنا شوید تا بتوانید در نقشه‌خوانی هم مهارت پیدا کنید.

در ادامه، برخی از این علائم همراه با نمونه جوش‌ها در تصویر نشان داده شده است:

سایر سمبل‌های گرافیکی جوش را نیز می‌توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:

حال پس از آشنایی با انواع جوشکاری لیزری و مزایا و معایب آن‌ها، نوبت این است که ببینیم کدام نوع از این روش های جوشکاری با لیزر برای کار شما مناسب‌ترند.

کدام یک از انواع جوشکاری لیزری را انتخاب کنیم؟

هنگام انتخاب از بین انواع جوشکاری لیزری، عوامل مختلفی را باید در نظر بگیرید تا نوع مناسب را برای کاربرد صحیح انتخاب کنید.

برخی از عواملی که باید در این زمینه مدنظر قرار دهید به شرح زیر هستند:

1- سازگاری مواد

هنگام تولید قطعه، انواع مختلفی از مواد با یکدیگر جوش داده می‌شوند.

هر ماده، دارای ضخامت‌ها و ویژگی‌های مختلفی است.

از این رو هنگام انتخاب نوع لیزر، ارزیابی مواد مهم است.

لیزرهای فایبر تقریباً با همه انواع مواد سازگاری بالایی دارند و جوشکاری با نفوذ عمیق یا سوراخ کلیدی (Keyhole Welding) ممکن است برای موارد ضخیم‌تر (Deep Penetration)مناسب باشد.

2- پیکربندی مشترک

ماهیت اتصال یا جوش نیز بر انتخاب روش های جوشکاری با لیزر تأثیر می‌گذارد.

برخی از لیزرها تنها برای نوع خاصی از جوش‌ها مناسب هستند، در حالی که برخی دیگر ممکن است برای این کاربردها مناسب نباشند.

بنابراین جوش فایبر می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای دستیابی به جوش با کیفیت باشد.

3- سرعت جوش

نیازهای تولید و حجم کار به انتخاب نوع مناسب از بین انواع روش های جوشکاری با لیزر کمک می‌کند.

برخی از لیزرها به تولید در حجم بالا و با سرعت بالا کمک می‌کنند و برنامه‌های خاصی نیاز به استفاده از آن‌ها دارند.

لیزرهای فایبر از نوع دیسکی دارای کیفیت بالای پرتو لیزری هستند. بنابراین توان بالای لیزر آن‌ها موجب تولید جوش‌های سریع و با کیفیت بالا می‌شود.

4- تأثیر گرما

تأثیر گرما بر اجزای اطراف نیز عاملی است که باید در نظر گرفته شود.

برخی از روش‌ها می‌توانند گرمای کمتری تولید کنند و به این ترتیب اندازه ناحیه متأثر از حرارت کاهش می‌یابد و بر این اساس، روش جوشکاری انتخاب می‌شود.

با توجه به تأثیر گرما، جوشکاری از نوع لیزری پالسی مناسب است زیرا به حداقل رساندن تأثیر گرما بر محیط اطراف کمک می‌کند.

5- هزینه جوش لیزری

هزینه تجهیزات جوش لیزری باید ارزیابی شود.

بسته به بودجه شما، انتخاب لیزر بر این اساس انجام می‌شود.

جوشکاری دایود، یکی از مقرون به‌صرفه‌ترین راه‌حل‌های جوشکاری از نوع لیزری است.

جمع‌بندی

با پیشرفت فناوری، روش های جوشکاری با لیزر به یکی از تکنیک‌های پرکاربرد در صنایع مختلف تبدیل شده‌اند.

بنابراین آشنایی با انواع جوشکاری لیزری و سنتی به شما این امکان را می‌دهد که با توجه به نوع مواد و نیاز پروژه، انتخابی دقیق و هوشمندانه داشته باشید.

این روش های جوشکاری با لیزر به دلیل دقت بالا، سرعت بی‌نظیر و قابلیت‌های متنوع، نقش مهمی در بهبود فرآیندهای صنعتی ایفا می‌کنند.

در این میان اگر به دنبال ارتقای کیفیت و کارایی جوشکاری هم هستید، باید بدانید که استفاده از تجهیزات مناسب امری ضروری است.

شما می‌توانید انواع تجهیزات مناسب را با بالاترین کیفیت از ما تهیه کنید.

برای این منظور و کسب اطلاعات بیشتر، کافی است سری به صفحه‌ی لوازم جانبی دستگاه لیزر بزنید.