लेजर वेल्डिंग सामग्रियों को जोड़ने की एक सटीक और कुशल विधि है।
संक्षेप में, लेजर वेल्डिंग न्यूनतम विकृति के साथ उच्च गति और उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्रदान करती है।
यह विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के अनुकूल है और प्रत्येक अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इसे अनुकूलित किया जा सकता है।
लेजर वेल्डिंग के महान लाभों में से एक इसकी बहुमुखी प्रतिभा है।
इसका उपयोग न केवल एल्युमीनियम, तांबा और स्टेनलेस स्टील जैसी धातुओं को वेल्ड करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि अन्य कई सामग्रियों को वेल्ड करने के लिए भी किया जा सकता है।
इसमें कुछ थर्मोप्लास्टिक्स, ग्लास और कंपोजिट शामिल हैं।
इसी वजह से यह ऑटोमोबाइल निर्माण से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स और यहां तक कि चिकित्सा उपकरण उत्पादन तक विभिन्न उद्योगों में उपयोगी है।
लेजर वेल्डिंग क्या है? [भाग 2]
अत्याधुनिक भविष्य का प्रतिनिधित्व
लेजर वेल्डिंग एक अत्याधुनिक तकनीक है जो उच्च-ऊर्जा वाली लेजर किरण का उपयोग करके सामग्रियों, आमतौर पर धातुओं को, संपर्क बिंदु पर पिघलाकर सटीक रूप से जोड़ती है।
यह प्रक्रिया परंपरागत वेल्डिंग विधियों की तुलना में न्यूनतम विरूपण के साथ एक मजबूत, टिकाऊ बंधन बनाती है।
यह तेज, कुशल और उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम देने में सक्षम है।
लेजर वेल्डिंग का केंद्र
लेजर वेल्डिंग का मूल तत्व लेजर बीम ही है, जो अत्यधिक गर्मी उत्पन्न करता है।
जब लेजर को किसी धातु की सतह पर केंद्रित किया जाता है, तो यह पदार्थ को पिघला देता है, जिससे एक छोटा पिघला हुआ पूल बन जाता है।
लेजर के हटते ही यह पूल तेजी से, आमतौर पर कुछ मिलीसेकंड के भीतर, ठोस हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप भागों के बीच एक मजबूत जुड़ाव बन जाता है।
यह प्रक्रिया अत्यधिक नियंत्रित है, जिसका अर्थ है कि केवल वेल्डिंग किए जा रहे क्षेत्र ही प्रभावित होते हैं, जिससे सामग्री का शेष भाग काफी हद तक अप्रभावित रहता है।
लेजर वेल्डिंग को समझना
लेजर वेल्डिंग को समझने का एक सरल तरीका यह है कि आप एक आवर्धक लेंस के बारे में सोचें जो सूर्य की किरणों को एक छोटे से बिंदु पर केंद्रित करता है।
जिस प्रकार केंद्रित प्रकाश कागज के एक टुकड़े को पिघला सकता है, उसी प्रकार लेजर किरण धातु की सतह पर तीव्र ऊर्जा केंद्रित करती है।
जिसके कारण यह पिघल जाता है और कुछ मामलों में वाष्पीकृत भी हो जाता है।
लेजर बीम वेल्डिंग की पावर डेंसिटी
लेजर की शक्ति को शक्ति घनत्व के रूप में मापा जाता है।
जो कि अविश्वसनीय रूप से उच्च है—प्रति वर्ग सेंटीमीटर लाखों वाट तक पहुँचता है।
लेजर की शक्ति जितनी अधिक होगी, वेल्डिंग प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी और ऊष्मा सामग्री में उतनी ही गहराई तक प्रवेश कर सकेगी।
हालांकि, लेजर की उच्च शक्ति से उपकरण की लागत भी बढ़ जाती है।
मशीन की कुल लागत पर विचार करते समय यह एक महत्वपूर्ण कारक बन जाता है।
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लेजर वेल्डिंग के लिए फाइबर लेजर सबसे अच्छा क्यों है?
लेजर वेल्डिंग में उपयोग होने वाले कुछ सामान्य प्रकार के लेजरों की व्याख्या
प्रत्येक प्रकार के लेजर की अपनी-अपनी खूबियां और कमियां होती हैं, जो उन्हें लेजर वेल्डिंग में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं।
फाइबर लेजर सबसे बहुमुखी और कुशल होते हैं, खासकर धातु की वेल्डिंग के लिए।
हालांकि सीओ2 लेजर गोलाकार वर्कपीस के लिए उपयोगी होते हैं, लेकिन उन्हें अधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है।
Nd:YAG लेजर मोल्ड की मरम्मत जैसे विशिष्ट कार्यों के लिए आदर्श हैं, लेकिन उनकी कम ऊर्जा दक्षता और उच्च रखरखाव लागत सीमित हो सकती है।
अंत में, डायोड लेजर उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हैं, लेकिन उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होने पर ये कम प्रभावी होते हैं।
फाइबर लेजर वेल्डिंग: सबसे लोकप्रिय और सिद्ध
फाइबर लेजर वर्तमान में लेजर वेल्डिंग के लिए सबसे लोकप्रिय और सिद्ध तकनीक है।
वे अपनी उच्च ऊर्जा दक्षता के लिए जाने जाते हैं, जो लगभग 30% है।
जिससे बेहतर थर्मल प्रबंधन और कम परिचालन लागत में मदद मिलती है।
फाइबर लेजर द्वारा उत्सर्जित अवरक्त तरंगदैर्ध्य को अधिकांश धातुएँ अच्छी तरह से अवशोषित कर लेती हैं।
जिससे वे वेल्डिंग के विभिन्न कार्यों के लिए अत्यधिक प्रभावी बन जाते हैं।
फाइबर लेजर का एक सबसे बड़ा फायदा यह है कि वे फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से लेजर बीम उत्पन्न और निर्देशित करने में सक्षम होते हैं।
इससे उच्च बीम गुणवत्ता, बढ़ी हुई सटीकता और उच्च ऊर्जा घनत्व संभव होता है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्डिंग करते समय अच्छी प्रवेश गहराई प्राप्त होती है।
इसके अतिरिक्त, फाइबर लेजर में उपभोग्य सामग्रियों का उपयोग न्यूनतम होता है, जिससे रखरखाव लागत और जटिलता कम हो जाती है।
इन्हें रोबोट या सीएनसी मशीनों के साथ आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे ये औद्योगिक परिवेश में बहुत बहुमुखी बन जाते हैं।
इसका एक और फायदा यह है कि फाइबर लेजर की शक्ति की वस्तुतः कोई सीमा नहीं है, जिससे मोटी सामग्रियों पर भी उच्च-प्रदर्शन वाली वेल्डिंग संभव हो पाती है।
CO2 लेजर: विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट
सीओ2 लेजर औद्योगिक लेजर वेल्डिंग के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पहले प्रकार के लेजर थे और अभी भी कुछ अनुप्रयोगों में इनका उपयोग किया जाता है।
ये लेजर गैस आधारित लेजर किरण उत्सर्जित करते हैं जिसे फाइबर ऑप्टिक्स के माध्यम से निर्देशित नहीं किया जा सकता है।
जिसके परिणामस्वरूप फाइबर लेजर की तुलना में बीम की गुणवत्ता कम होती है।
इस वजह से कुछ वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए इनकी सटीकता कम हो जाती है।
CO2 लेजर का उपयोग आमतौर पर गोलाकार वर्कपीस की वेल्डिंग के लिए किया जाता है क्योंकि वर्कपीस के घूमने के दौरान लेजर को एक ही स्थिति में स्थिर रखा जा सकता है।
हालांकि, दर्पण और गैसों जैसी उपभोग्य सामग्रियों की बार-बार आवश्यकता होने के कारण इन्हें अधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है।
लगभग 20% की औसत ऊर्जा दक्षता के साथ, CO2 लेजर फाइबर लेजर की तुलना में ऊर्जा-कुशल नहीं होते हैं।
परिणामस्वरूप परिचालन लागत बढ़ जाती है।
Nd:YAG लेजर: सिद्धियाँ, लेकिन कुछ सीमाओं के साथ
Nd:YAG (नियॉडीमियम-डॉप्ड यट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट) लेजर, लेजर वेल्डिंग में एक सिद्ध तकनीक है।
लेकिन इनकी कुछ सीमाएं भी हैं।
इनकी ऊर्जा दक्षता कम होती है, आमतौर पर लगभग 5%।
जिसके कारण थर्मल मैनेजमेंट संबंधी समस्याएं और परिचालन लागत में वृद्धि होती है।
Nd:YAG लेजरों की एक प्रमुख खूबी यह है कि वे फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग करके लेजर बीम को निर्देशित करने की क्षमता रखते हैं, जिससे बीम की गुणवत्ता में सुधार होता है।
हालांकि, लेजर किरण को एक छोटे से बिंदु पर केंद्रित करना अभी भी मुश्किल है, जिससे कुछ अनुप्रयोगों में उनकी सटीकता सीमित हो जाती है।
Nd:YAG लेजर का उपयोग अक्सर मोल्ड की मरम्मत जैसे विशिष्ट कार्यों के लिए किया जाता है, जहां एक बड़ा फोकस स्वीकार्य होता है।
इनके रखरखाव की लागत भी अधिक होती है, क्योंकि दर्पण और लैंप जैसी उपभोज्य वस्तुओं को नियमित रूप से बदलने की आवश्यकता होती है।
डायोड लेजर: खराब बीम गुणवत्ता के कारण फोकस करना मुश्किल
डायोड लेजर उन अनुप्रयोगों में अधिक आम होते जा रहे हैं जिनमें उच्च ऊर्जा दक्षता (लगभग 40%) की आवश्यकता होती है।
इस उच्च दक्षता के कारण अन्य प्रकार के लेजर की तुलना में बेहतर थर्मल प्रबंधन और कम परिचालन लागत संभव हो पाती है।
हालांकि, डायोड लेजर की प्रमुख कमियों में से एक यह है कि उनकी बीम की गुणवत्ता बहुत खराब होती है।
जिसकी वजह से लेजर को छोटे आकार के स्पॉट पर केंद्रित करना मुश्किल हो जाता है।
इससे कुछ वेल्डिंग अनुप्रयोगों में उनकी सटीकता सीमित हो जाती है।
इसके बावजूद, डायोड लेजर कुछ सामग्रियों, विशेष रूप से प्लास्टिक के लिए अभी भी उपयोगी हैं, और उन अनुप्रयोगों में इनका प्रभावी ढंग से उपयोग किया जा सकता है।
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चालन और कीहोल लेजर वेल्डिंग
सामान्य वेल्डिंग तकनीक को समझना
लेजर वेल्डिंग को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: चालन वेल्डिंग और कीहोल वेल्डिंग।
इन दोनों प्रक्रियाओं में लेजर की सामग्री के साथ परस्पर क्रिया करने के तरीके और उनसे उत्पन्न होने वाले परिणामों में अंतर है।
मुख्य अंतर
वेल्डिंग गुणवत्ता
चालन वेल्डिंग से आमतौर पर कम छींटे और कम दोषों के साथ स्वच्छ परिणाम प्राप्त होते हैं, जबकि कीहोल वेल्डिंग से अधिक छींटे, सरंध्रता और एक बड़ा ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र हो सकता है।
वेल्डिंग ऊष्मा वितरण
चालन वेल्डिंग में ऊष्मा सभी दिशाओं में समान रूप से वितरित होती है, जबकि कीहोल वेल्डिंग में ऊष्मा एक संकीर्ण, लंबवत दिशा में केंद्रित होती है, जिससे अधिक गहराई तक प्रवेश होता है।
वेल्डिंग गति
कीहोल वेल्डिंग तेज होती है, जिससे यह उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए उपयुक्त होती है, जबकि कंडक्शन वेल्डिंग धीमी होती है लेकिन अधिक सटीकता प्रदान करती है।
चालन वेल्डिंग
चालन वेल्डिंग एक सौम्य और धीमी प्रक्रिया है। इस विधि में, लेजर किरण धातु की सतह को पिघला देती है।
जिससे धातु अपने संलयन तापमान (वह बिंदु जहां वह तरल अवस्था में परिवर्तित हो जाती है) तक पहुंच जाती है।
लेकिन वाष्पीकरण तापमान (जहां धातु गैस में परिवर्तित हो जाएगी) से आगे नहीं जाना चाहिए।
ऊष्मा पूरे पदार्थ में समान रूप से वितरित होती है, जिसका अर्थ है कि ऊष्मा का स्थानांतरण धातु के भीतर सभी दिशाओं में होता है।
क्योंकि चालन वेल्डिंग में सामग्री धीरे-धीरे पिघलती है, इसलिए इससे उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्राप्त होते हैं।
इसमें न्यूनतम छींटे (वेल्डिंग के दौरान निकलने वाली पिघली हुई सामग्री की छोटी बूंदें) और कम धुआं शामिल है, जिससे प्रक्रिया स्वच्छ हो जाती है।
हालांकि, धीमी प्रक्रिया होने के कारण, चालन वेल्डिंग का उपयोग आमतौर पर उन अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जिनमें गति के बजाय सटीकता और उच्च गुणवत्ता वाले जोड़ों की आवश्यकता होती है।
कीहोल वेल्डिंग
दूसरी ओर, कीहोल वेल्डिंग एक तेज और अधिक आक्रामक प्रक्रिया है।
इस विधि में, लेजर किरण धातु को पिघलाकर वाष्पीकृत कर देती है, जिससे सामग्री में एक छोटा, गहरा छेद या कीहोल बन जाता है।
लेजर की तीव्र ऊष्मा के कारण धातु अपने संलयन तापमान और वाष्पीकरण तापमान दोनों तक पहुँच जाती है।
पिघले हुए द्रव का कुछ हिस्सा गैस में परिवर्तित हो गया।
क्योंकि पदार्थ वाष्पीकृत हो जाता है, इसलिए ऊष्मा लेजर किरण के लंबवत दिशा में अधिक स्थानांतरित होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक गहरा, संकरा वेल्ड पूल बनता है।
यह प्रक्रिया चालन वेल्डिंग की तुलना में कहीं अधिक तेज है, जो इसे उच्च मात्रा वाली उत्पादन लाइनों के लिए आदर्श बनाती है।
हालांकि, तीव्र और तीव्र गर्मी के कारण छींटे पड़ सकते हैं, और तेजी से पिघलने से छिद्रता (वेल्ड के अंदर फंसे छोटे गैस के बुलबुले) भी हो सकती है।
और एक बड़ा ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) (वेल्ड के आसपास का वह क्षेत्र जो गर्मी से परिवर्तित हो जाता है)।
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पोस्ट करने का समय: 25 दिसंबर 2024