लेझर वेल्डिंग म्हणजे काय? लेझर वेल्डिंगचे सविस्तर स्पष्टीकरण! लेझर वेल्डिंगबद्दल आपल्याला माहित असणे आवश्यक असलेली सर्व माहिती, ज्यामध्ये मुख्य तत्त्व आणि प्रमुख प्रक्रिया मापदंडांचा समावेश आहे!
बऱ्याच ग्राहकांना लेझर वेल्डिंग मशीनची मूलभूत कार्यप्रणालीच समजत नाही, योग्य लेझर वेल्डिंग मशीन निवडणे तर दूरच राहिले. तथापि, मिमोवर्क लेझर तुम्हाला योग्य निर्णय घेण्यास मदत करण्यासाठी आणि लेझर वेल्डिंग समजून घेण्यास साहाय्य करण्यासाठी अतिरिक्त सहाय्य पुरवण्यासाठी येथे आहे.
लेझर वेल्डिंग म्हणजे काय?
लेझर वेल्डिंग हा एक प्रकारचा वितळण वेल्डिंग आहे, ज्यामध्ये वेल्डिंग उष्णता स्रोत म्हणून लेझर बीमचा वापर केला जातो. याचे वेल्डिंग तत्त्व असे आहे की, एका विशिष्ट पद्धतीने सक्रिय माध्यमाला उत्तेजित करून अनुनादी पोकळीचे कंपन तयार केले जाते आणि नंतर त्याचे उत्तेजित किरणोत्सर्गी बीममध्ये रूपांतर केले जाते. जेव्हा बीम आणि वर्कपीस एकमेकांच्या संपर्कात येतात, तेव्हा वर्कपीसद्वारे ऊर्जा शोषली जाते आणि जेव्हा तापमान पदार्थाच्या वितळणबिंदूपर्यंत पोहोचते, तेव्हा वेल्डिंग केले जाऊ शकते.
वेल्डिंग पूलच्या मुख्य कार्यप्रणालीनुसार, लेझर वेल्डिंगमध्ये दोन मूलभूत वेल्डिंग पद्धती आहेत: उष्णता वहन वेल्डिंग आणि खोल प्रवेश (कीहोल) वेल्डिंग. उष्णता वहन वेल्डिंगमध्ये निर्माण होणारी उष्णता उष्णता हस्तांतरणाद्वारे वर्कपीसमध्ये पसरते, ज्यामुळे वेल्ड पृष्ठभाग वितळतो आणि बाष्पीभवन होत नाही. ही पद्धत सहसा कमी वेगाच्या आणि पातळ घटकांच्या वेल्डिंगमध्ये वापरली जाते. खोल फ्यूजन वेल्डिंगमध्ये पदार्थाचे बाष्पीभवन होते आणि मोठ्या प्रमाणात प्लाझ्मा तयार होतो. वाढलेल्या उष्णतेमुळे, वितळलेल्या पूलच्या समोर छिद्रे तयार होतात. खोल प्रवेश वेल्डिंग ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी लेझर वेल्डिंग पद्धत आहे. या पद्धतीत वर्कपीस पूर्णपणे वेल्ड केला जातो आणि यासाठी लागणारी ऊर्जा प्रचंड असते, ज्यामुळे वेल्डिंगचा वेग वाढतो.
लेझर वेल्डिंगमधील प्रक्रिया मापदंड
लेझर वेल्डिंगच्या गुणवत्तेवर परिणाम करणारे अनेक प्रक्रिया मापदंड आहेत, जसे की पॉवर डेन्सिटी, लेझर पल्स वेव्हफॉर्म, डिफोकसिंग, वेल्डिंगचा वेग आणि सहाय्यक शिल्डिंग गॅसची निवड.
लेझर पॉवर डेन्सिटी
लेझर प्रक्रियेमध्ये पॉवर डेन्सिटी (शक्ती घनता) हा सर्वात महत्त्वाच्या पॅरामीटर्सपैकी एक आहे. उच्च पॉवर डेन्सिटीमुळे, पृष्ठभागाचा थर एका मायक्रोसेकंदात उत्कलन बिंदूपर्यंत गरम होऊ शकतो, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात बाष्पीभवन होते. त्यामुळे, ड्रिलिंग, कटिंग आणि एनग्रेव्हिंग यांसारख्या मटेरियल रिमूव्हल प्रक्रियांसाठी उच्च पॉवर डेन्सिटी फायदेशीर ठरते. कमी पॉवर डेन्सिटीमध्ये, पृष्ठभागाचे तापमान उत्कलन बिंदूपर्यंत पोहोचायला काही मिलिसेकंद लागतात आणि पृष्ठभागाचे बाष्पीभवन होण्यापूर्वीच, तळ वितळण बिंदूपर्यंत पोहोचतो, ज्यामुळे एक चांगला मेल्टिंग वेल्ड तयार होणे सोपे होते. म्हणूनच, हीट कंडक्शन लेझर वेल्डिंगच्या प्रकारात, पॉवर डेन्सिटीची श्रेणी 104-106W/cm2 असते.
लेझर पल्स वेव्हफॉर्म
लेझर पल्स वेव्हफॉर्म हा केवळ पदार्थाचे निष्कासन आणि पदार्थाचे वितळणे यांमधील फरक ओळखण्यासाठीच नव्हे, तर प्रक्रिया उपकरणांचे आकारमान आणि खर्च निश्चित करण्यासाठीही एक महत्त्वाचा मापदंड आहे. जेव्हा उच्च तीव्रतेचा लेझर किरण पदार्थाच्या पृष्ठभागावर टाकला जातो, तेव्हा पदार्थाच्या पृष्ठभागावरून ६० ते ९०% लेझर ऊर्जा परावर्तित होते आणि ती ऊर्जा वाया जाते. विशेषतः सोने, चांदी, तांबे, ॲल्युमिनियम, टायटॅनियम आणि इतर पदार्थांमध्ये, ज्यांचे परावर्तन तीव्र असते आणि उष्णता हस्तांतरण जलद होते, त्यांच्या बाबतीत असे घडते. लेझर पल्स दरम्यान धातूची परावर्तकता वेळेनुसार बदलते. जेव्हा पदार्थाच्या पृष्ठभागाचे तापमान वितळणबिंदूपर्यंत वाढते, तेव्हा परावर्तकता वेगाने कमी होते आणि जेव्हा पृष्ठभाग वितळलेल्या अवस्थेत असतो, तेव्हा परावर्तकता एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर होते.
लेझर पल्स रुंदी
पल्स विड्थ (Pulse width) हा पल्स्ड लेझर वेल्डिंगचा एक महत्त्वाचा पॅरामीटर आहे. पल्स विड्थ ही वेल्डिंगच्या प्रवेशाची खोली (depth of penetration) आणि उष्णतेने प्रभावित क्षेत्र (heat affected zone) यांवरून ठरवली जाते. पल्स विड्थ जितकी जास्त असते, तितके उष्णतेने प्रभावित क्षेत्र मोठे असते आणि प्रवेशाची खोली पल्स विड्थच्या १/२ पटीने वाढते. तथापि, पल्स विड्थ वाढवल्याने पीक पॉवर (peak power) कमी होते, त्यामुळे पल्स विड्थ वाढवण्याचा वापर सामान्यतः उष्णता वहन वेल्डिंगसाठी (heat conduction welding) केला जातो, ज्यामुळे वेल्डचा आकार रुंद आणि उथळ होतो, जो विशेषतः पातळ आणि जाड प्लेट्सच्या लॅप वेल्डिंगसाठी (lap welding) योग्य आहे. तथापि, कमी पीक पॉवरमुळे अतिरिक्त उष्णता निर्माण होते आणि प्रत्येक मटेरियलसाठी एक इष्टतम पल्स विड्थ असते जी प्रवेशाची खोली कमाल करते.
डिफोकस प्रमाण
लेझर वेल्डिंगमध्ये सामान्यतः काही प्रमाणात डिफोकसिंगची आवश्यकता असते, कारण लेझर फोकसवरील स्पॉट सेंटरची पॉवर डेन्सिटी खूप जास्त असते, ज्यामुळे वेल्डिंग मटेरियलचे छिद्रांमध्ये बाष्पीभवन होण्याची शक्यता असते. लेझर फोकसपासून दूर प्रत्येक प्लेनमध्ये पॉवर डेन्सिटीचे वितरण तुलनेने एकसमान असते.
दोन डिफोकस मोड आहेत:
पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह डिफोकस. जर फोकल प्लेन वर्कपीसच्या वर स्थित असेल, तर तो पॉझिटिव्ह डिफोकस असतो; अन्यथा, तो निगेटिव्ह डिफोकस असतो. भौमितिक प्रकाशिकी सिद्धांतानुसार, जेव्हा पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह डिफोकसिंग प्लेन आणि वेल्डिंग प्लेन यांच्यातील अंतर समान असते, तेव्हा संबंधित प्लेनवरील पॉवर डेन्सिटी अंदाजे सारखीच असते, परंतु प्रत्यक्षात, मिळणाऱ्या वितळलेल्या पूलचा आकार वेगळा असतो. निगेटिव्ह डिफोकसच्या बाबतीत, अधिक पेनिट्रेशन मिळू शकते, जे वितळलेल्या पूलच्या निर्मिती प्रक्रियेशी संबंधित आहे.
वेल्डिंग गती
वेल्डिंगचा वेग वेल्डिंग पृष्ठभागाची गुणवत्ता, वेधन खोली, उष्णतेने प्रभावित क्षेत्र इत्यादी गोष्टी ठरवतो. वेल्डिंगच्या वेगाचा प्रति युनिट वेळेत मिळणाऱ्या उष्णतेवर परिणाम होतो. जर वेल्डिंगचा वेग खूप कमी असेल, तर उष्णता खूप जास्त मिळते, ज्यामुळे वर्कपीस पूर्णपणे जळून जातो. जर वेल्डिंगचा वेग खूप जास्त असेल, तर उष्णता खूप कमी मिळते, ज्यामुळे वर्कपीसचे वेल्डिंग अर्धवट आणि अपूर्ण राहते. वेधन खोली सुधारण्यासाठी सामान्यतः वेल्डिंगचा वेग कमी केला जातो.
सहायक ब्लो प्रोटेक्शन गॅस
उच्च शक्तीच्या लेझर वेल्डिंगमध्ये सहाय्यक ब्लो प्रोटेक्शन गॅस ही एक आवश्यक प्रक्रिया आहे. एकीकडे, धातूचे कण उडाण्यापासून आणि फोकसिंग मिररला दूषित करण्यापासून रोखण्यासाठी; तर दुसरीकडे, वेल्डिंग प्रक्रियेत निर्माण होणारा प्लाझ्मा जास्त प्रमाणात केंद्रित होण्यापासून आणि लेझरला पदार्थाच्या पृष्ठभागापर्यंत पोहोचण्यापासून रोखण्यासाठी याचा उपयोग होतो. लेझर वेल्डिंगच्या प्रक्रियेत, वितळलेल्या धातूच्या भागाचे (मोल्टन पूल) संरक्षण करण्यासाठी अनेकदा हेलियम, आर्गॉन, नायट्रोजन आणि इतर वायू वापरले जातात, जेणेकरून वेल्डिंग अभियांत्रिकीमध्ये वर्कपीसचे ऑक्सिडेशन टाळता येईल. संरक्षक वायूचा प्रकार, हवेच्या प्रवाहाचे प्रमाण आणि ब्लोइंग अँगल यांसारख्या घटकांचा वेल्डिंगच्या परिणामांवर मोठा प्रभाव पडतो आणि वेगवेगळ्या ब्लोइंग पद्धतींचा देखील वेल्डिंगच्या गुणवत्तेवर निश्चित परिणाम होतो.
आमच्या शिफारशीनुसार हँडहेल्ड लेझर वेल्डर:
लेझर वेल्डर - कामाचे वातावरण
◾ कार्यस्थळाचे तापमान: १५~३५ ℃
◾ कामाच्या वातावरणातील आर्द्रतेची पातळी: < ७०% (बाष्पीभवन होत नाही)
◾ शीतलीकरण: लेझरच्या उष्णता-उत्सर्जित करणाऱ्या घटकांमधून उष्णता काढून टाकण्याच्या कार्यामुळे वॉटर चिलर आवश्यक आहे, जेणेकरून लेझर वेल्डर व्यवस्थित चालेल.
(वॉटर चिलरच्या वापराविषयी सविस्तर माहिती आणि मार्गदर्शनासाठी, तुम्ही येथे पाहू शकता:)CO2 लेझर प्रणालीसाठी गोठणरोधक उपाययोजना)
लेझर वेल्डरबद्दल अधिक जाणून घ्यायचे आहे का?
पोस्ट करण्याची वेळ: २२-डिसेंबर-२०२२