جوشکاری با لیزر Nd:YAG ده کیلووات

نوشته های مرتبط

متالوگرافی

مارس 25, 2023

تعمیر قالب های صنعتی با جوش لیزر

آوریل 3, 2020

روکش کاری لیزری (لیزر کلدینگ)

اکتبر 19, 2019

جوشکاری لیزر

جوشکاری لیزر، یک راه بسیار مناسب جهت انجام جوشکاری در آلیاژهای مختلف است که به دلیل ویژگی‎های منحصر بفرد خود در سالیان اخیر مورد توجه مهندسان و طراحان قرار گرفته است. برخی از این ویژگی ها عبارتند از:

• حفاظت عالی حوضچه‎ی مذاب
• جوش‎های با مقاومت خستگی بالا
• حرارت ورودی بسیار کم (Low Heat Input)
• عدم بالا رفتن دمای قطعه (ماکزیمم تا 80 درجه سانتی گراد)
• منطقه‎ی متأثر از حرارت باریک (Narrow Heat Affected Zone (HAZ))
• سختی و استحکام بالا در منطقه جوش و به حداقل رسیدن تنش های پسماند
• سهولت جوشکاری در حالت سوراخ کلیدی (Keyhole Welding)
• اعوجاج کم قطعه کار
• نسبت عمق به عرض بالا (High Depth to Wide (D/W) Ratio) در حوضچه‎ی جوش
• سرعت، دقت و کنترل پذیری بالا در فرآیند جوشکاری
• ابعاد کوچک حوضچه جوش بواسطه چگالی انرژی بالای لیزر

لیزر Nd:YAG

لیزر Nd:YAG یک لیزر حالت جامد است که شامل یک تک کریستال YAG می­باشد و توسط یون های  Nd⁺³ که درشبکه بجای یون­های ایتریوم قرار می­گیرند آلاییده شده است. حداکثر میزان آلاییدن در این حالت حدود 1.5% است. میله کریستالی توسط لامپ زنون و یا کریپتون که نور با شدت تمرکز بالا برای تهییج الکترون­های اتم­های آلاینده بکار برده می­شود، احاطه شده است. از بین لیزرهای مختلفی که برای جوشکاری فلزات و آلیاژها بکار می‎روند، لیزر Nd:YAG بسیار مورد توجه و استفاده‎ی مهندسان و محققین قرار دارد. دلیل اصلی این امر، صرفه‎ی انرژی و امکان کنترل بیشتر فرایند جوشکاری و تعدد پارامترهای جوشکاری لیزر است. از پارامترهای متغیر این دستگاه می توان به توان حداکثری (Peak Power)، توان متوسط (Average Power)، فرکانس (Frequency)، سرعت جوشکاری(welding speed)، شکل پالس (Pulse Shape) و فاصله کانونی (Focusing Distance) اشاره کرد. ضمناً به طور کلی در لیزرهای پالسی، به دلیل وجود پارامتر مهم توان حداکثری، عمق نفوذ جوش بیش تر از روش های لیزری پیوسته است. 

لیزر Fiber

جوشکاری با استفاده از لیزر فیبر یک روش پیشرفته و جدید در تکنولوژی جوشکاری لیزر می­باشد. کویل های فعال فیبر که از سیلیکون (SiO₂) ساخته می­شوند برای توان های بالای این لیزر کاربرد دارند. هسته های فیبر که محیط فعال لیزر را تشکیل می ­دهند به ‏وسیله­ ی عناصر نادر خاکی آلاییده می­ شوند و از طریق لیزر نیمه­ هادی عمل دمش صورت می­گیر. خروجی لیزر که به عنوان منبع حرارتی مورد استفاده قرار می­گیرد از طریق فیبر منتقل می ­شوند. در مقایسه با لیزرهای قدیمی پرتوی لیزر توسط فیبرهای نوری منتقل می­ شود که از مزیت آن می توان به برطرف شدن نیاز به تنظیم کننده های سیستم اپتیکی اشاره کرد. از پارامترهای متغیر این دستگاه می توان به توان متوسط (Average Power)، فرکانس (Frequency)، سرعت جوشکاری(welding speed)، سیکل وظیفه (Duty Cycle) و فاصله کانونی (Focusing Distance) اشاره کرد. لیزر فیبر دارای هزینه نگهداری پایین در کنار راندمان بالا و جذب قابل قبول است و استفاده از توان های بالا در این نوع لیزر موجب دستیابی به عمق نفوذ بسیار زیاد نسبت به سایر لیزرها می ­شود.

خدمات جوشکاری مرکز لیزرهاب

مرکز تحقیقاتی و صنعتی لیزر ایران (لیزرهاب) با در اختیار داشتن دو دستگاه لیزر جوشکاری پیشرفته (دستگاه جوش لیزر پالسی Nd:YAG با توان متوسط 400 وات و توان حداکثری 10 کیلو وات و دستگاه جوش لیزر Fiber با توان 1000 وات) قابلیت جوشکاری همجنس و غیرهمجنس انواع آلیاژها را دارا می باشد. در ذیل برخی از مزایای دستگاه های این مرکز آورده شده است. 

• حرکت میز CNC دستگاه در دو محور X و Y و حرکت گان (Laser Head) در محور Z با امکان G-Code گیری از کامپیوتر
• قابلیت چرخش گان تا 90 درجه
• وجود محور چرخشی چهارم برای جوشکاری مقاطع دایره ­ای (Rotary Laser Welding)
• وجود محور پنجم نصب شده بر روی گان به­ منظور سهولت جوشکاری در خط جوش ­های طولانی (بالای 50 سانتی متر)
• رصد لحظه­ ای حوضچه مذاب در حین جوشکاری لیزر توسط دوربین CCD
• کنترل دقیق پارامترها (توان حداکثری، توان متوسط، فرکانس، سرعت و شکل پالس) بوسیله صفحه نمایش
• امکان جوشکاری در محدوده وسیعی از انرژی (0.1w تا 10000w)
• امکان جوشکاری فلزات غیرهمجنس با وجود نقطه ذوب های بسیار متفاوت
• امکان جوشکاری داخل حفره ها و نواحی غیر قابل دسترس
• اجرای طرح­ های اتصال گوناگون نظیر جوشکاری لب به لب (Butt welding)، روی هم  (Overlapp welding) و ….
• استفاده از گاز محافظ آرگون با خلوص بالا جهت حفاظت بالاتر از حوضچه مذاب

LaserHub Services

برای آگاهی و مشاهده آخرین پروژه های انجام شده، به کانال تلگرام این مرکز به نشانی LaserHub2018@ مراجعه کنید. همچنین جهت مشاهده سایر خدمات صنعتی مرکز لیزرهاب و آخرین پروژه های انجام شده این مرکز بر روی لینک های زیر کلیک کنید.