लेज़र वेल्डिंग सामग्रियों को जोड़ने की एक सटीक, कुशल विधि है
संक्षेप में, लेजर वेल्डिंग न्यूनतम विरूपण के साथ उच्च गति, उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्रदान करती है।
यह विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के लिए अनुकूलनीय है तथा प्रत्येक अनुप्रयोग की विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इसे अनुकूलित किया जा सकता है।
लेजर वेल्डिंग का एक बड़ा लाभ 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 सामग्रियों को भी वेल्ड करने के लिए किया जा सकता है।
इसमें कुछ थर्मोप्लास्टिक्स, ग्लास और कंपोजिट शामिल हैं।
यह इसे ऑटोमोटिव विनिर्माण से लेकर इलेक्ट्रॉनिक्स और यहां तक कि चिकित्सा उपकरण उत्पादन तक विभिन्न उद्योगों में उपयोगी बनाता है।
लेज़र वेल्डिंग क्या है? [भाग 2]
अत्याधुनिक भविष्य का प्रतिनिधित्व
लेजर वेल्डिंग एक अत्याधुनिक तकनीक है, जो उच्च ऊर्जा लेजर बीम का उपयोग करके सामग्रियों, विशेष रूप से धातुओं को संपर्क बिंदु पर पिघलाकर, उन्हें सटीक रूप से जोड़ती है।
यह प्रक्रिया पारंपरिक वेल्डिंग विधियों की तुलना में न्यूनतम विरूपण के साथ एक मजबूत, टिकाऊ बंधन बनाती है।
यह तेज़, कुशल और उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम देने में सक्षम है।
लेज़र वेल्डिंग का हृदय
लेजर वेल्डिंग का मूल आधार लेजर किरण ही है, जो अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है।
जब लेज़र को धातु की सतह पर केन्द्रित किया जाता है, तो वह पदार्थ को पिघला देता है, जिससे एक छोटा पिघला हुआ पूल बन जाता है।
यह पूल तेजी से जम जाता है, आमतौर पर मिलीसेकंड के भीतर, जब लेज़र दूर चला जाता है, जिसके परिणामस्वरूप भागों के बीच मजबूत संबंध बन जाता है।
यह प्रक्रिया अत्यधिक नियंत्रित होती है, अर्थात केवल वेल्ड किये जाने वाले क्षेत्र ही प्रभावित होते हैं, तथा शेष सामग्री पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ता।
लेज़र वेल्डिंग को समझना
लेजर वेल्डिंग को समझने का एक सरल तरीका यह है कि एक आवर्धक कांच के माध्यम से सूर्य की किरणों को एक छोटे से स्थान पर केन्द्रित किया जाए।
जिस प्रकार केंद्रित प्रकाश कागज के टुकड़े को पिघला सकता है, उसी प्रकार लेजर किरण तीव्र ऊर्जा को धातु की सतह पर केंद्रित करती है।
इससे यह पिघल जाता है और कुछ मामलों में तो वाष्पीकृत भी हो जाता है।
लेज़र बीम वेल्डिंग का शक्ति घनत्व
लेज़र की शक्ति को शक्ति घनत्व के रूप में मापा जाता है।
जो कि अविश्वसनीय रूप से उच्च है - प्रति वर्ग सेंटीमीटर लाखों वाट तक पहुंचती है।
लेजर की शक्ति जितनी अधिक होगी, वेल्डिंग प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी, तथा ऊष्मा पदार्थ में उतनी ही गहराई तक प्रवेश कर सकेगी।
हालाँकि, उच्च लेज़र शक्ति से उपकरण की लागत भी बढ़ जाती है।
मशीन के समग्र खर्च पर विचार करते समय यह एक महत्वपूर्ण कारक है।
लेजर वेल्डिंग और हैंडहेल्ड लेजर वेल्डिंग में नए हैं?
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फाइबर लेजर लेजर वेल्डिंग के लिए सर्वश्रेष्ठ क्यों है?
लेज़र वेल्डिंग में लेज़र के कुछ सामान्य प्रकारों की व्याख्या
प्रत्येक प्रकार के लेजर की अपनी ताकत और कमजोरियां होती हैं, जो उन्हें लेजर वेल्डिंग में विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती हैं।
फाइबर लेजर सबसे बहुमुखी और कुशल हैं, विशेष रूप से धातु वेल्डिंग के लिए।
जबकि CO2 लेजर वृत्ताकार कार्य-वस्तुओं के लिए उपयोगी हैं, लेकिन इनके रखरखाव की अधिक आवश्यकता होती है।
एनडी:वाईएजी लेजर मोल्ड मरम्मत जैसे विशिष्ट कार्यों के लिए आदर्श हैं, लेकिन उनकी कम ऊर्जा दक्षता और उच्च रखरखाव लागत सीमित हो सकती है।
अंततः, डायोड लेजर उत्कृष्ट ऊर्जा दक्षता प्रदान करते हैं, लेकिन जब उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है तो 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, लगभग 30%, के लिए जाने जाते हैं।
जिससे बेहतर तापीय प्रबंधन और कम परिचालन लागत में मदद मिलती है।
फाइबर लेजर द्वारा उत्सर्जित अवरक्त तरंगदैर्ध्य अधिकांश धातुओं द्वारा अच्छी तरह अवशोषित कर ली जाती है।
यह उन्हें वेल्डिंग कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अत्यधिक प्रभावी बनाता है।
फाइबर लेजर का सबसे बड़ा लाभ यह है कि यह फाइबर ऑप्टिक केबल के माध्यम से लेजर किरण उत्पन्न करने और उसे निर्देशित करने की क्षमता रखता है।
इससे उच्च बीम गुणवत्ता, बढ़ी हुई परिशुद्धता और उच्च ऊर्जा घनत्व प्राप्त होता है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्डिंग करते समय अच्छी प्रवेश गहराई प्राप्त होती है।
इसके अतिरिक्त, फाइबर लेजर में उपभोग्य सामग्रियों का न्यूनतम उपयोग होता है, जिससे रखरखाव लागत और जटिलता कम हो जाती है।
इन्हें रोबोट या सी.एन.सी. मशीनों के साथ भी आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे ये औद्योगिक परिवेश में बहुत उपयोगी हो जाते हैं।
दूसरा लाभ यह है कि फाइबर लेजर की शक्ति की वस्तुतः कोई सीमा नहीं है, जिससे मोटी सामग्रियों पर भी उच्च प्रदर्शन वाली वेल्डिंग संभव हो जाती है।
CO2 लेज़र: कुछ अनुप्रयोगों के लिए उत्तम
CO2 लेजर औद्योगिक लेजर वेल्डिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले पहले प्रकार के लेजर थे और अभी भी कुछ अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं।
ये लेज़र गैस आधारित लेज़र किरण उत्सर्जित करते हैं जिसे फाइबर ऑप्टिक्स के माध्यम से निर्देशित नहीं किया जा सकता।
जिसके परिणामस्वरूप फाइबर लेजर की तुलना में बीम की गुणवत्ता कम होती है।
इससे वे कुछ वेल्डिंग अनुप्रयोगों के लिए कम सटीक हो जाते हैं।
CO2 लेजर का उपयोग आमतौर पर वृत्ताकार वर्कपीस की वेल्डिंग के लिए किया जाता है, क्योंकि वर्कपीस के घूमने के दौरान लेजर को अपनी स्थिति में स्थिर रखा जा सकता है।
हालाँकि, दर्पण और गैसों जैसे उपभोग्य सामग्रियों की लगातार आवश्यकता के कारण उन्हें अधिक रखरखाव की आवश्यकता होती है।
लगभग 20% की औसत ऊर्जा दक्षता के साथ, CO2 लेजर फाइबर लेजर की तरह ऊर्जा कुशल नहीं हैं।
जिसके परिणामस्वरूप परिचालन लागत अधिक हो जाती है।
एनडी:वाईएजी लेजर: सीमाओं के साथ सिद्ध
एनडी:वाईएजी (नियोडिमियम-डोप्ड यिट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट) लेजर, लेजर वेल्डिंग में एक सिद्ध तकनीक है
लेकिन इनमें कुछ सीमाएं भी हैं।
उनकी ऊर्जा दक्षता कम होती है, आमतौर पर लगभग 5%।
जिसके कारण तापीय प्रबंधन संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं तथा परिचालन लागत बढ़ जाती है।
एनडी:वाईएजी लेजर की एक खूबी यह है कि यह फाइबर ऑप्टिक्स का उपयोग करके लेजर बीम को निर्देशित करने की क्षमता रखता है, जिससे बीम की गुणवत्ता में सुधार होता है।
हालाँकि, लेजर बीम को एक छोटे से स्थान पर केंद्रित करना अभी भी कठिन है, जिससे कुछ अनुप्रयोगों में उनकी परिशुद्धता सीमित हो जाती है।
एनडी:वाईएजी लेज़रों का उपयोग अक्सर मोल्ड मरम्मत जैसे विशिष्ट कार्यों के लिए किया जाता है, जहां बड़ा फोकस स्वीकार्य होता है।
इनका रखरखाव भी बहुत महंगा होता है, क्योंकि दर्पण और लैंप जैसी उपभोग्य सामग्रियों को नियमित रूप से बदलने की आवश्यकता होती है।
डायोड लेज़र: खराब बीम गुणवत्ता के कारण फोकस करना कठिन
डायोड लेजर का उपयोग उन अनुप्रयोगों में अधिक आम होता जा रहा है जिनमें उच्च ऊर्जा दक्षता (लगभग 40%) की आवश्यकता होती है।
यह उच्च दक्षता कुछ अन्य लेजर प्रकारों की तुलना में बेहतर तापीय प्रबंधन और कम परिचालन लागत की ओर ले जाती है।
हालाँकि, डायोड लेजर की एक बड़ी खामी यह है कि उनकी किरण की गुणवत्ता बहुत खराब होती है।
जिससे छोटे आकार के स्थान पर लेज़र को फोकस करना कठिन हो जाता है।
इससे कुछ वेल्डिंग अनुप्रयोगों में उनकी परिशुद्धता सीमित हो जाती है।
इसके बावजूद, डायोड लेजर अभी भी कुछ सामग्रियों, विशेष रूप से प्लास्टिक के लिए उपयोगी हैं, और उन अनुप्रयोगों में प्रभावी ढंग से उपयोग किए जा सकते हैं।
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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।
ये दोनों प्रक्रियाएं इस बात में भिन्न हैं कि लेज़र किस प्रकार पदार्थ के साथ क्रिया करता है तथा वे क्या परिणाम उत्पन्न करते हैं।
मुख्य अंतर
वेल्डिंग गुणवत्ता
चालन वेल्डिंग से आमतौर पर कम छींटे और कम दोष के साथ स्वच्छ परिणाम प्राप्त होते हैं, जबकि कीहोल वेल्डिंग से अधिक छींटे, छिद्र और बड़ा ताप-प्रभावित क्षेत्र उत्पन्न हो सकता है।
वेल्डिंग ताप वितरण
चालन वेल्डिंग में ऊष्मा को सभी दिशाओं में समान रूप से वितरित किया जाता है, जबकि कीहोल वेल्डिंग में ऊष्मा को अधिक संकीर्ण, लंबवत दिशा में केंद्रित किया जाता है, जिससे प्रवेश अधिक गहरा होता है।
वेल्डिंग की गति
कीहोल वेल्डिंग तेज होती है, जिससे यह उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए उपयुक्त होती है, जबकि चालन वेल्डिंग धीमी होती है, लेकिन अधिक परिशुद्धता प्रदान करती है।
चालन वेल्डिंग
चालन वेल्डिंग एक सौम्य और धीमी प्रक्रिया है। इस विधि में, लेज़र किरण धातु की सतह को पिघला देती है।
जिससे धातु अपने संलयन तापमान (वह बिंदु जहां यह द्रव में बदल जाती है) तक पहुंच जाती है।
लेकिन वाष्पीकरण तापमान से आगे न जाएं (जहां धातु गैस में बदल जाएगी)।
ऊष्मा सम्पूर्ण पदार्थ में समान रूप से वितरित होती है, जिसका अर्थ है कि ऊष्मा का स्थानांतरण धातु के भीतर सभी दिशाओं में होता है।
चूंकि चालन वेल्डिंग सामग्री को धीरे-धीरे पिघलाती है, इसलिए यह उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम उत्पन्न करती है।
इसमें न्यूनतम छींटे (पिघले पदार्थ की छोटी बूंदें जो वेल्डिंग के दौरान निकल सकती हैं) और कम धुआं शामिल है, जिससे प्रक्रिया अधिक स्वच्छ हो जाती है।
हालाँकि, क्योंकि यह धीमी है, चालन वेल्डिंग का उपयोग आमतौर पर उन अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है जिनमें गति के बजाय परिशुद्धता 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 पदार्थ में एक छोटा, गहरा छेद या कीहोल बन जाता है।
लेजर की तीव्र गर्मी के कारण धातु अपने संलयन तापमान और वाष्पीकरण तापमान दोनों तक पहुंच जाती है।
पिघले हुए पूल का कुछ भाग गैस में बदल गया।
चूंकि सामग्री वाष्पीकृत हो जाती है, इसलिए ऊष्मा लेजर किरण के लंबवत स्थानांतरित हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप गहरा, संकरा वेल्ड पूल बन जाता है।
यह प्रक्रिया चालन वेल्डिंग की तुलना में बहुत तेज है, जिससे यह उच्च मात्रा वाली उत्पादन लाइनों के लिए आदर्श है।
हालांकि, तेज और तीव्र गर्मी के कारण छींटे पड़ सकते हैं, और तेजी से पिघलने से छिद्र (वेल्ड के अंदर फंसे छोटे गैस बुलबुले) भी हो सकते हैं।
और एक बड़ा ताप-प्रभावित क्षेत्र (HAZ) (वेल्ड के आसपास का क्षेत्र जो ताप से परिवर्तित हो जाता है)।
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पोस्ट करने का समय: 25-दिसंबर-2024