جوشکاری روش‌های مختلفی دارد که هر کدام از آنها در موارد متنوعی کاربرد دارند؛ البته از روش‌های اصلی جوشکاری می‌توان به دو روش جوش ذوبی و جوشکاری غیر ذوبی یا جامد اشاره کرد که هر کدام از این روش‌ها دارای انواع مختلفی هستند.
روش جوشکاری ذوبی یکی از انواع مهم جوشکاری است که از گذشته تا به امروز کاربرد فراوانی دارد و با توجه به رشد تکنولوژی، یکی از روش‌های نوین و مدرن آن جوش لیزری است.
جوشکاری لیزری که یکی از انواع جوشکاری ذوبی به شمار می‌رود به کمک ایجاد حرارت و تابش اشعه، فلزات مختلف را بهم جوش می‌دهد. برای شناخت هر چه بهتر جوش لیزری مهم است که بدانیم جوش لیزر چیست و چه مزایایی در صنایع مختلف دارد.
جوش لیزری چیست؟
همان‌طور که گفته شد جوشکاری لیزری یک فرایند نوین جوشکاری ذوبی است که به وسیله آن دو قطعه فلزی با استفاده از لیزر به یکدیگر اتصال داده می‌شوند. پرتو لیزر با انرژی کافی هنگام برخورد با قطعات فلزی گرما تولید کرده تا دو قطعه فلزی را ذوب کند و آنها را به هم جوش دهد. بعد از اینکه سطح قطعه کار خنک شد، یک جوش قوی بین دو قطعه ایجاد می‌شود.
جوشکاری لیزری یک فرایند بسیار کارآمد است و با استفاده از ماشین آلات رباتیک به راحتی می‌تواند به صورت خودکار عمل کند. در ادامه این مقاله با مزایا و معایب جوش لیزری به طور مختصر آشنا می‌شویم.
ویژگی‌های جوشکاری لیزری
دستگاه جوش لیزری یکی دارای ویژگی‌های مهمی است که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- جوشکاری متمرکز در قطعات کوچک و ظریف
- دقت و مقامت جوش در فلزات
- سرعت بالا در جوشکاری
- قابلیت جوشکاری در زوایا و مناطق غیر قابل دسترسی فلزات
- مصرف پایین برق و انرژی
- توانایی جوشکاری فلزات با خصوصیات فیزیکی غیر مشابه
- قابلیت جوش طیف گسترده‌ای از متریال‌ها
- قابلیت جوشکاری انواع فلزات
- کیفیت جوشکاری بسیار بالا با ایجاد سطح صاف و بدون حفره
- بدون نیاز به الکترود
- کاهش مدت زمان جوشکاری
- بدون نیاز به پرداخت پس از جوشکاری
- جوشکاری منعطف و آسان
- مجهز به هد اختصاصی جوشکاری لیزری
- عدم نیاز به متخصص جوشکاری
- عدم ایجاد اعوجاج و تغییر رنگ فلــزات
- توانایی جوشکاری همراه با وایر یا بدون وایر
- امکان جوشکاری با هوا و گازهای نیتروژن و آرگون
- کاهش هزینه گاز مصرفی در مقایسه با مدل‌های قبلی جوش
مزايای جوش لیزری
- ایجاد جوش بسیار مستحکم
ایجاد جوش قطعات با استحکام بسیار زیاد یکی از مزایای مهم جوش لیزری در مقایسه با روش‌های سنتی است؛ برای اطمینان از تشکیل اتصال با استحکام کافی می‌توانید از تست رادیوگرافی استفاده کنید.
- نرخ گرمایش بسیار بالا
چگالی توان بالای لیزر که توسط سورس دستگاه جوش لیزری ایجاد شده، متریال را بسیار سریع‌تر از شعله یا قوس الکتریکی می‌تواند ذوب کند؛ در نتیجه این امر موجب جوشکاری سریع‌تر و قوی‌تر خواهد شد. عمق نفوذ در جوش لیزری را نیز می‌توان با تنظیم قدرت یا توان دستگاه جوش لیزری کنترل کرد.
- ایده آل برای اتوماسیون
یکی از مزایای مهم جوشکاری لیزری این است که با استفاده از ماشین‌آلات خودکار می‌تواند به فرایند تولید خودکار مجهز شود. انجام عملیات اتوماسیون فرایند جوشکاری، مزایای بسیاری را برای صنعت گران فراهم کرده كه نیاز به عملیات دستی را بسیار کاهش می‌دهد؛ در نتیجه محصولاتی با کیفیت سازگارتر و دقت بهتر تولید می‌کند. سیستم‌های خودکار جوشکاری از جوشکار توسط اپراتور بسیار سریع‌تر هستند که برای صنایع با حجم بالا بسیار مفید خواهد بود.
- جوش اتصالات با هندسه سخت
یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد جوش لیزری کنترل از راه دور است و در واقع نوک لیزر نیازی به نزدیک بودن به سطح متریال برای جوشکاری ندارد؛ در نتیجه فضا و امکان بیشتری برای جوشکاری اتصالات با هندسه‌های سخت را فراهم می‌کند.
- ایجاد منطقه حرارتی بسیار کم
استفاده از دستگاه جوش لیزری تاثیر حرارتی بسیار کمی در محل جوش گذاشته که تقریبا تغییر شکلی در متریال‌ها ایجاد نمی‌کنند؛ در نتیجه نیاز به عملیات پرداخت و پولیش‌کاری بعد از جوشکاری تا حد بسیار زیادی کاهش یافته و جوشکاری بدون ایجاد اعوجاج یا سوختگی در لبه متریال انجام می‌شود.
- قابلیت جوش فلزات ناهمگون
این دستگاه با استفاده از روش‌های مختلف جوشکاری مانند جوش نقطه‌ای، خطی، دورانی، مثلثی و ... قابلیت جوش فلزات مختلف را به یکدیگر دارد؛ مثلا امکان جوش فلزات غیر همنام مانند آهن به استیل با این دستگاه وجود دارد.
سایر مزایای دستگاه جوش لیزر
از جمله مزایای بی شمار دستگاه جوش لیزر می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- با توجه به استفاده از هد دستی و اختصاصی دستگاه جوش لیزری فایبر، محدودیت در اندازه میزکار برداشته شده و جوشکاری در سطح گستره قابل انجام است.
- به دلیل استفاده از اشعه باریک و قوی لیزر، می‌توان با استفاده از این دستگاه، قطعات بسیار کوچک و ظریف را مانند اتصال انواع قطعات ظریف و بسیار کوچک الکترونیکی و سایر میکرو اتصال‌ها را در دقیق‌ترین شکل جوشکاری کرد.
- با استفاده از دستگاه‌های جوش لیزر به‌آسانی امکان تولید به‌صورت انبوه با تعداد و حجم بالا با استفاده از ماشین‌آلات رباتیک امکان‌پذیر است؛ از طرفی دستگاه‌های جوش لیزر عملیات اتصال انواع متریال‌های فلزی را با سرعت و دقت بسیار بالا انجام می‌دهند؛ بنابراین افزایش سرعت عملیات جوشکاری، زمان جوشکاری را تا حد بسیار زیادی کاهش می‌دهد.
- این دستگاه قالب یکنواخت، میزکار کوچک، اشغال فضای کم و تجهیزات چرخ‌دار برای جابه‌جایی و کاربرد آسان دارد؛ در هر زمانی باتوجه‌به نیازمندی محل موردنظر، به شکل آسان و منعطف قابل‌استفاده است.
- یکی از مزیت‌های جوش لیزری، استفاده از هوا و گاز نیتروژن یعنی گاز محافظ به عنوان جایگزین گاز آرگون است؛ با توجه به این امر هزینه ماهیانه گاز مصرفی به شدت کاهش می‌یابد.
معایب دستگاه جوش لیزر
در کنار مزایای نام برده از دستگاه جوش لیزری، گاهی معایبی هم وجود دارد که البته در مقابل ویژگی‌های مثبت جوشکاری لیزری ناچیز است؛ این موارد عبارت‌اند از:
- ایجاد ترک در برخی از فلزات با قابلیت سرعت خنک‌کنندگی بالا
- هزینه تعمیر و نگهداری بالا
- سرمایه مورد نیاز بالا
- هزینه بالای قطعات و تجهیزات مورد استفاده
- بازده تبدیل انرژی بسیار کم
