كل ما تحتاج إلى معرفته عن اللحام بالليزر

في صناعة اللحام، يعتبر اللحام بالليزر طريقة قوية ومتطورة لعملية اللحام. فهو يستخدم أشعة ضوئية عالية التركيز تسمى الليزر. على السطح المستهدف للمادة، يخلق شعاع الليزر حرارة شديدة على نقطة التلامس ويتسبب في ذوبان المادة وتكوين رابطة قوية أثناء تبريدها وتصلبها.

يأتي اللحام بالليزر مع مزاياه وعيوبه. عند مقارنة عمليات اللحام الأخرى مثل MIG أو TIG، فإن اللحام بالليزر أقوى. اليوم، سنتعلم عن اللحام بالليزر ونقاط قوته وقيوده وقابليته للاستخدام وما إلى ذلك. سنقارن أيضًا اللحام بالليزر بالعديد من طرق اللحام في هذه المقالة.

حسنًا، دعونا ننتقل إلى عالم اللحام بالليزر.

ما هو اللحام بالليزر؟

اللحام بالليزر هو طريقة اللحام التي تستخدم أشعة الليزر المركزة ذات الحرارة العالية لإذابة سطح المعدن. ثم تتحد الأجزاء المنصهرة وتتصلب بعد التبريد. مثل أي آلة ليزر أخرى، ماكينات اللحام بالليزر كما تستخدم أيضًا بعض العناصر المحددة لليزر بما في ذلك ليزر الحالة الصلبة، وليزر الغاز (CO2 الليزر، والليزر الثنائي.

إن اللحام عالي الجودة مع الحد الأدنى من التشوه والمنطقة الساخنة يجعله خيارًا جيدًا لمجموعة واسعة من مشاريع اللحام.

هناك عمليات لحام أخرى مثل اللحام القوسي المعدني الغازي (GMAW/MIG)، اللحام القوسي بالتنغستن الغازي (GTAW/TIG)، اللحام القوسي المعدني المحمي (Stick)، اللحام القوسي المغلف بالصهر، اللحام القوسي المغمور، اللحام النقطي بالمقاومة، واللحام الشعاعي الإلكتروني.

يعد اللحام بالليزر على وجه الخصوص الأكثر عملية وتنوعا بين الجميع.

كيف يعمل؟

تستخدم عملية اللحام بالليزر أشعة ليزر مركزة عالية التركيز لتسخين سطح المعدن حتى يذوب. بعد ربط الأجزاء، تُترك لتبرد حتى تكتسب الصلابة.

معلومات المستخدم موجودة أدناه خطوة بخطوة.

1. توليد الشعاع: تبدأ عملية اللحام بتوليد شعاع ليزر عالي الطاقة. هناك أنواع مختلفة من الليزر، مثل الليزر ذي الحالة الصلبة، والليزر الغازي (على سبيل المثال، CO2 يمكن استخدام الليزر (أو الليزر الثنائي) اعتمادًا على متطلبات التطبيق.

2. تركيز الشعاع: بعد ذلك يتم توجيه شعاع الليزر إلى نقطة التركيز باستخدام المرايا والعدسات. تعتمد عملية التسخين والصهر الفعالة للمواد بشكل كبير على دقة نقطة التركيز ودرجة الحرارة.

3. تحضير المواد: قبل البدء في عملية اللحام، يعد تحضير المواد أمرًا ضروريًا. ويشمل ذلك التنظيف والتثبيت ومعالجة السطح.

4. عملية اللحام: ركز أشعة الليزر على السطح المجهز للمادة. تذوب النقطة الموجهة للسطح بالحرارة المركزة لليزر.

5. تكوين اللحام: تندمج المواد المنصهرة وتشكل وصلة صلبة. لتعزيز قوة الوصلة وملء الفجوات، يمكن استخدام مرشحات إضافية.

6. التبريد والتصلب: بمجرد اكتمال اللحام، تبرد المواد المنصهرة بسرعة وتتصلب، مما يشكل رابطة صلبة بين الأسطح الملتصقة. لتقليل التشوه، يعد التحكم المناسب في التبريد أمرًا مهمًا للغاية.

7. الفحص بعد اللحام: افحص اللحام للتأكد من جودته وسلامته. قد تكون هناك حاجة إلى عمليات تشطيب إضافية مثل الطحن أو التلميع أو الطلاء اعتمادًا على تشطيب اللحام.

هل اللحام بالليزر قوي؟

نعم، يعتبر اللحام بالليزر تقنية لحام قوية وموثوقة. فيما يلي الأسباب التي تجعل اللحام بالليزر عملية لحام قوية.

• الدقة والتحكم

يتيح التحكم الدقيق في معلمات اللحام مثل الطاقة والسرعة والتركيز الحفاظ على اللحام وخصائص المواد بشكل ثابت. ويؤدي هذا إلى وصلات لحام قوية.

• الحد الأدنى من المناطق المتأثرة بالحرارة (HAZ)

تؤدي الحزم المركزة إلى الحد الأدنى من المناطق المتأثرة بالحرارة. وهذا يقلل من التشوه الحراري والإجهادات المتبقية وإضعاف المادة. وبالتالي، فإن الخصائص الميكانيكية للمفصل الملحوم غالبًا ما تكون متفوقة على تلك التي تم تحقيقها باستخدام طرق اللحام الأخرى

• إختراق عميق

يمكن أن يحقق اللحام بالليزر اختراقًا عميقًا بنسبة أبعاد عالية. يصبح اللحام في المواد السميكة أكثر سهولة لذلك. كما أنه يعزز سلامة هيكل المفصل.

• كثافة الطاقة العالية

تضمن كثافة الطاقة العالية ذوبانًا ودمجًا فعالين للمواد. وينتج عن ذلك رابطة معدنية قوية. كما تتيح كثافة الطاقة العالية هذه لحام الفولاذ والسبائك غير الحديدية.

• عملية عدم الاتصال

يقلل اللحام بالليزر من التشوه المادي والتلوث للمواد الملحومة لأنه طريقة لحام غير تلامسية.

إيجابيات وسلبيات

إن اللحام بالليزر هو عملية متعددة الاستخدامات ومفيدة لمجموعة واسعة من أعمال اللحام. ومع ذلك، فإنه يفشل أحيانًا في توفير الناتج اللازم مقارنة ببعض طرق اللحام الأخرى. دعونا نلقي نظرة على نقاط القوة والضعف في اللحام بالليزر جنبًا إلى جنب.

كيفية التغلب على قيود اللحام بالليزر!

يمكن أن يكون اللحام بالليزر فرصة عظيمة إذا تم استخدامه بالطريقة الصحيحة. نعم، يأتي مع بعض القيود ولكن يمكنك التغلب على معظمها. إذن، كيف نفعل ذلك؟

تكلفة معدات عالية

• قم بإجراء تحليل شامل للتكاليف والفوائد. ضع في اعتبارك المدخرات طويلة الأجل الناتجة عن زيادة الإنتاجية.

• استكشاف خيارات التمويل أو التأجير.

• ابدأ بالحد الأدنى من الاستثمار في الماكينة، ثم قم بزيادة الاستثمار تدريجيًا.

القيود المادية

• استخدم الطلاءات أو المعالجات السطحية على المواد العاكسة. سيؤدي هذا إلى تعزيز امتصاص الليزر وتقليل مشكلات الانعكاس.

• تحسين معلمات الليزر لتناسب خصائص المواد وسمكها بشكل أفضل.

• دمج اللحام بالليزر مع طرق اللحام الأخرى (مثل MIG أو TIG).

إمكانية الوصول المحدودة للمفاصل

• إن استخدام الأذرع الروبوتية والأنظمة الآلية سوف يتيح إمكانية الوصول إلى المفاصل التي يصعب الوصول إليها.

• تصميم تركيبات وتركيبات مخصصة.

• استخدام أنظمة اللحام بالليزر متعدد المحاور

بالإضافة إلى ذلك، فإن التنفيذ التدريجي للمنتجات الحالية، وإجراء تقييم التوافق، وبدء المشاريع التجريبية يمكن أن يعزز كفاءة الماكينة ويقلل القيود بشكل ملحوظ.

اللحام بالليزر مقابل اللحام بالغاز الخامل

اللحام بالليزر مقابل اللحام بالتنغستن