up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله جوشکاري PDF
QR code - جوشکاري

جوشکاري

جوشکاري با اشعه ليزر

جوشکاري و برشکاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشکاري بوده که در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کيفيت ، سرعت و قابليت کنترل آن به طور وسيعي در صنعت از آن استفاده مي شود .به وسيله متمرکز کردن اشعه ليزر روي فلز يک حوضچه مذاب تشکيل شده و عمليات جوشکاري انجام مي شود .
● اصول کار و انواع ليزرهاي مورد استفاده در جوشکاري :
به طور عمده از دو نوع ليزر در جوشکاري و برشکاري استفاده مي شود : ليزرهاي جامد مثل Ruby و ND:YAG و ليزرهاي گاز مثل ليزر CO۲ . در زير اصول کار ليزر Ruby که از آن بيشتر در جوشکاري استفاده مي شود توضيح داده مي شود . اين سيستم ليزر از يک کريستال استوانه اي شکل Ruby (Ruby يک نوع اکسيد آلومينيوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکيل شده است . دو سر آن کاملا صيقلي و آينه اي شده و در يک سر آن يک سوراخ ريز براي خروج اشعه ليزر وجود دارد . در اطراف اين کريستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق براي کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانيه طراحي شده است . لامپ گزنون با استفاده از يک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانيه شارژ و تخليه شده فلاش مي زند و هنگامي که کريستال Ruby تحت تاثير اين فلاش ها قرار بگيرد اتمهاي کرم داخل شبکه کريستالي تحريک شده و در اثر اين تحريک امواج نور از خود سطع مي کنند و با باز تابش اين اشعه ها در سطوح صيقلي و تقويت آنها اشعه ليزر شکل مي گيرد . اشعه ليزر شکل گرفته از سوراخ ريز خارج شده و سپس به وسيله يک عدسي بر روي قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژي بسيار زيادي در سطح کوچکي آزاد مي کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب مي شود .
محدوديت ليزر Ruby پيوسته نبودن اشعه آن است در حاليکه انرژي خروجي ان بيشتر از ليزر هاي گاز مانند ليزر CO۲ است که در آنها اشعه حاصله پيوسته است، از ليزر CO۲ بيشتر به منظور برش استفاده مي شود و از ليزر ND:YAG بيشتر براي جوشکاري آلومينيوم استفاده ميشود .
از انجا که در اين روش مقدار اعظمي از انرژي مصرف شده به گرما تبديل مي شود اين سيستم بايد به يک سيستم خنک کننده مجهز باشد .
در جوشکاري ليزر دو روش عمده براي جوشکاري وجود دارد : يکي حرکت دادن سريع قطعه زير اشعه است تا که يک جوش پيوسته شکل بگيرد و ديگري که مرسوم تر است جوش دادن باچند سري پرتاب اشعه است .
در جوشکاري ليزر تمامي عمليات ذوب و انجماد در چند ميکروثانيه انجام مي گيرد و به خاطر کوتاه بودن اين زمان هيچ واکنشي بين فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از اين رو گاز محافظ لازم ندارد .
طراحي اتصال در جوشکاري ليزر : بهترين طرح اتصال براي اين نوع جوشکاري طرح اتصال لب به لب مي باشد و با توجه به محدوديت ضخامت در آن مي توان ازطرح اتصال هاي T يا اتصال گوشه نيز استفاده نمود .
● مزاياي جوشکاري ليزر :
- حوضچه مذاب مي تواند داخل يک محيط شفاف ايجاد شود ( باعکس روشهاي معمولي که هميشه حوضچه مذاب در سطح خارجي آنها ايجاد مي شود ) .
- محدوده بسيار وسيعي از مواد را مانند آلياژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غير همجنس و ... را ميتوان به يکديگر جوش داد .
- در اين روش ميتوان مکان هاي غير قابل دسترسي را جوشکاري نمود .
- از آنجا که هيچ الکترودي براي اين منظور استفاده نمي شود نيازي به جريانهاي بالا براي جوشکاري نيست .
- اشعه ليزر نياز به هيچگونه گاز محافظ يا محيط خلايي براي عملکرد ندارد .
- به خاطر تمرکز بالاي اشعه منطقه HAZ بسيار باريکي در جوش تشکيل ميشود .
- جوشکاري ليزر نسبت به ساير روشهاي جوشکاري تميز تر است .
● محدوديت ها و معايب جوشکاري ليزر :
سيستم هاي جوشکاري ليزرنسبت به ساير دستگاههاي سنتي جوشکاري بسيار گران هستند و در ضمن ليزرهايي مانند Ruby به خاطر پالسي بودن اکثر آنها از سرعت پيشروي کمي برخوردارند ( ۲۵ تا ۲۵۰ ميليمتر در دقيقه ) . همچنين اين نوع جوشکاري درراي محدوديت عمق نيز مي باشد .
● موارد استفاده اشعه ليزر :
از اشعه ليزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاري استفاده مي شود . اين نوع جوشکاري در اتصال قطعات بسيار کوچک الکترونيکي و در ساير ميکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه ليزر ميتوان در جوش دادن آلياژها و سوپر الياژها با نقطه ذوب بالا و براي جوش دادن فلزات غير همجنس استفاده نمود . به طور کلي اين روش جوشکاري براي استفاده هاي دقيق و حساس استفاده ميشود . از اين روش ميتوان در صنعت اتومبيل و مونتاژآن براي جوش دادن درزهاي بلند استفاده نمود.
● برش ليزري
در برش با ليزر هدف بخار کردن ماده با سرعت هرچه بيشتر و ايجاد منطقه بسيار کوچک گرمادهي به منظور ايجاد حداقل تغيير شکل در قطعه کار مورد نظر است مانند جوشکاري بيشتر ليزرهاي صنعتي که به اين منظور به کار برده مي شوند از يک جريان گاز محوري با باريکه ليزر استفاده مي کنند اما در برش فلزات گاز اکسيژن معمولا به کار رفته گرفته مي شود اين عمل به طور زيادي سرعت برش را افزايش مي دهد چرا که گرماي ايجاد شده توسط واکنش بر گرماي پرتوليزري اضافه مي شود در شرايط مناسب و دلخواه سرعت به حدود ۵ برابر و يا بيشتر افزايش مي يابد به علاوه افزودن گاز کمک مي کند تا مواد مذاب نيز از محل برش شوند اما در بعضي مواقع به کار بردن گاز ممکن است مطلوب نباشد چرا که اکسيد شدن لبه هاي برش داده شده دارد در صورتي که بخواهيم مجددا آنها را جوش دهيم ايجاد مزاحمت مي نمايد.

براي انجام عمل جوشکاري چهار منبع اصلي انرژي وجود دارد که عبارتند از: ·انرژي الکتريکي ·انرژي شيميايي ·انرژي مکانيکي ·انرژي تشعشعي انرژي الکتريکي: از ان ...

جوشکاري و برشکاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشکاري بوده که در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کيفيت ، سرعت و قابلي ...

جوشکاري و برشکاري با استفاده از اشعه ليزر از روشهاي نوين جوشکاري بوده که در دههاي اخير مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کيفيت ، سرعت و قابلي ...

محمد کريمي http: weld.blogfa.com ليزر يک نام اختصاري به معني تقويت نور با انتشار برانگيخته تابش است . فرآيند به برخورد يک اشعه نور تکرنگ همفاز جهت دا ...

مقصود از اين آلياژها، آلياژهايي است که اجزاي اصلي آن ها را آهن و کربن تشکيل مي دهند. در حدود ۰.۰۱ درصد از کربن حل شده در آهن، تشکيل محلول جامدي را مي ...

قوس برقي در سال ۱۸۰۷توسط سرهمفري ديوي کشف شد ولي استفاده از آن در فلزات به يکديگر هشتاد سال بعد از اين کشف يعني در سال ۱۸۸۱ اتفاق افتاد. فردي به نام آ ...

در نظر بگيريد در کارخانه اي بزرگ که تعداد زيادي پروژه در دست انجام است مسوول کنترل کيفي و يا ناظر هستيم. و با انواع و اقسام حالات جوشکاري برخورد ميکني ...

دي اکسيد کربن از گازهاي ديگري که در روش قوس الکتريکي استفاده مي شوند، ارزانتر است. اولين گازي که دردستگاه هاي تمام اتوماتيک بکار رفت دي اکسيد کربن بود ...

دانلود نسخه PDF - جوشکاري