กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ขั้นพื้นฐานเกี่ยวข้องกับการเน้นลำแสงเลเซอร์ไปที่บริเวณรอยต่อระหว่างวัสดุสองชนิดโดยใช้ระบบนำส่งด้วยแสงเมื่อลำแสงสัมผัสกับวัสดุ มันจะถ่ายเทพลังงาน ทำให้ร้อนอย่างรวดเร็วและละลายในพื้นที่เล็กๆ
1. เครื่องเชื่อมเลเซอร์คืออะไร?
เครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นเครื่องมือทางอุตสาหกรรมที่ใช้ลำแสงเลเซอร์เป็นแหล่งความร้อนเข้มข้นเพื่อเชื่อมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกัน
ลักษณะสำคัญบางประการของเครื่องเชื่อมเลเซอร์ ได้แก่ :
1. แหล่งกำเนิดเลเซอร์:ช่างเชื่อมเลเซอร์สมัยใหม่ส่วนใหญ่ใช้ไดโอดเลเซอร์โซลิดสเตตที่สร้างลำแสงเลเซอร์กำลังสูงในสเปกตรัมอินฟราเรดแหล่งเลเซอร์ทั่วไป ได้แก่ เลเซอร์ CO2 ไฟเบอร์ และเลเซอร์ไดโอด
2. เลนส์:ลำแสงเลเซอร์เดินทางผ่านชุดส่วนประกอบเชิงแสง เช่น กระจก เลนส์ และหัวฉีด ซึ่งจะโฟกัสและกำหนดทิศทางลำแสงไปยังพื้นที่เชื่อมด้วยความแม่นยำแขนเหลื่อมหรือโครงสำหรับตั้งสิ่งของวางตำแหน่งลำแสง
3. ระบบอัตโนมัติ:เครื่องเชื่อมเลเซอร์จำนวนมากมีการบูรณาการการควบคุมเชิงตัวเลขด้วยคอมพิวเตอร์ (CNC) และหุ่นยนต์เพื่อทำให้รูปแบบและกระบวนการเชื่อมที่ซับซ้อนเป็นอัตโนมัติเส้นทางที่ตั้งโปรแกรมได้และเซ็นเซอร์ป้อนกลับช่วยให้มั่นใจในความแม่นยำ
4. การตรวจสอบกระบวนการ:กล้อง สเปกโตรมิเตอร์ และเซ็นเซอร์อื่นๆ ในตัวจะตรวจสอบกระบวนการเชื่อมแบบเรียลไทม์ปัญหาใดๆ เกี่ยวกับการจัดแนวลำแสง การเจาะ หรือคุณภาพสามารถตรวจพบและแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว
5. ลูกโซ่ความปลอดภัย:ตัวเรือน ประตู และปุ่ม E-Stop ช่วยปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากลำแสงเลเซอร์กำลังสูงอินเตอร์ล็อคจะปิดเลเซอร์หากมีการละเมิดโปรโตคอลความปลอดภัย
โดยสรุป เครื่องเชื่อมเลเซอร์เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำระดับอุตสาหกรรมที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ ซึ่งใช้ลำแสงเลเซอร์แบบโฟกัสสำหรับการเชื่อมแบบอัตโนมัติและทำซ้ำได้
2. การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร?
ขั้นตอนสำคัญบางประการในกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ได้แก่:
1. การสร้างลำแสงเลเซอร์:เลเซอร์ไดโอดโซลิดสเตตหรือแหล่งอื่นจะสร้างลำแสงอินฟราเรด
2. การจัดส่งลำแสง:กระจก เลนส์ และหัวฉีดจะโฟกัสลำแสงไปยังจุดที่คับแคบบนชิ้นงานอย่างแม่นยำ
3. วัสดุทำความร้อน:ลำแสงจะให้ความร้อนแก่วัสดุอย่างรวดเร็ว โดยมีความหนาแน่นใกล้ถึง 106 W/cm2
4. การหลอมละลายและการเข้าร่วม:บ่อหลอมละลายขนาดเล็กก่อตัวเป็นจุดที่วัสดุหลอมละลายเมื่อสระแข็งตัว จะมีการสร้างรอยเชื่อมขึ้น
5. การทำความเย็นและการแข็งตัวอีกครั้ง:บริเวณรอยเชื่อมจะเย็นลงในอัตราที่สูงกว่า 104°C/วินาที ทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่มีเนื้อละเอียดและแข็งตัว
6. ความก้าวหน้า:ลำแสงเคลื่อนที่หรือชิ้นส่วนถูกเปลี่ยนตำแหน่ง และกระบวนการทำซ้ำเพื่อให้รอยเชื่อมสมบูรณ์อาจใช้ก๊าซป้องกันเฉื่อยก็ได้
โดยสรุป การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่เน้นอย่างเข้มข้นและวงจรความร้อนที่ควบคุมเพื่อสร้างการเชื่อมโซนคุณภาพสูงและได้รับผลกระทบจากความร้อนต่ำ
เรามีข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับเครื่องเชื่อมเลเซอร์
ตลอดจนโซลูชันที่ปรับแต่งเฉพาะสำหรับธุรกิจของคุณ
3. การเชื่อมด้วยเลเซอร์ดีกว่า MIG หรือไม่?
เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการเชื่อมโลหะด้วยก๊าซเฉื่อย (MIG) แบบดั้งเดิม...
การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีหลายประการ:
1. ความแม่นยำ:ลำแสงเลเซอร์สามารถโฟกัสไปที่จุดเล็กๆ 0.1-1 มม. ช่วยให้สามารถเชื่อมได้อย่างแม่นยำและทำซ้ำได้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็กที่มีความทนทานสูง
2. ความเร็ว:อัตราการเชื่อมสำหรับเลเซอร์นั้นเร็วกว่า MIG มาก โดยเฉพาะกับเกจที่บางกว่าซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและลดรอบเวลา
3. คุณภาพ:แหล่งความร้อนเข้มข้นทำให้เกิดการบิดเบือนน้อยที่สุดและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนจะแคบลงส่งผลให้ได้รอยเชื่อมที่แข็งแกร่งและมีคุณภาพสูง
4. ระบบอัตโนมัติ:การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นแบบอัตโนมัติโดยใช้หุ่นยนต์และ CNCช่วยให้เกิดรูปแบบที่ซับซ้อนและปรับปรุงความสม่ำเสมอเทียบกับการเชื่อม MIG แบบแมนนวล
5. วัสดุ:เลเซอร์สามารถเชื่อมวัสดุหลายชนิดเข้าด้วยกัน รวมถึงการเชื่อมด้วยวัสดุหลายชนิดและการเชื่อมโลหะที่แตกต่างกัน
อย่างไรก็ตาม การเชื่อม MIG ก็มีข้อดีบางประการเหนือเลเซอร์ในการใช้งานอื่นๆ:
1. ค่าใช้จ่าย:อุปกรณ์ MIG มีต้นทุนการลงทุนเริ่มแรกต่ำกว่าระบบเลเซอร์
2. วัสดุหนา:MIG เหมาะกว่าสำหรับการเชื่อมส่วนเหล็กที่มีความหนามากกว่า 3 มม. ซึ่งการดูดซับด้วยเลเซอร์อาจเป็นปัญหาได้
3. ก๊าซป้องกัน:MIG ใช้เกราะป้องกันก๊าซเฉื่อยเพื่อปกป้องพื้นที่เชื่อม ในขณะที่เลเซอร์มักใช้เส้นทางลำแสงแบบปิดผนึก
โดยสรุป โดยทั่วไปการเชื่อมด้วยเลเซอร์มักนิยมสำหรับความแม่นยำ ระบบอัตโนมัติ และคุณภาพการเชื่อม.
แต่ MIG ยังคงมีการแข่งขันด้านการผลิตเกจหนาขึ้นตามงบประมาณ.
กระบวนการที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับการใช้งานการเชื่อมเฉพาะและข้อกำหนดของชิ้นส่วน
4. การเชื่อมด้วยเลเซอร์ดีกว่าการเชื่อม TIG หรือไม่?
การเชื่อมด้วยก๊าซเฉื่อยทังสเตน (TIG) เป็นกระบวนการที่ต้องใช้ฝีมือและมีทักษะทางศิลปะ ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมกับวัสดุบางๆ
อย่างไรก็ตาม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีเหนือ TIG บางประการ:
1. ความเร็ว:การเชื่อมด้วยเลเซอร์เร็วกว่า TIG อย่างมากสำหรับการใช้งานด้านการผลิต เนื่องจากมีความแม่นยำแบบอัตโนมัติสิ่งนี้จะช่วยปรับปรุงปริมาณงาน
2. ความแม่นยำ:ลำแสงเลเซอร์แบบโฟกัสช่วยให้ระบุตำแหน่งได้อย่างแม่นยำภายในระยะหนึ่งในร้อยของมิลลิเมตรสิ่งนี้ไม่สามารถจับคู่กับมือมนุษย์กับ TIG ได้
3. การควบคุม:ตัวแปรกระบวนการ เช่น การป้อนความร้อนและรูปทรงการเชื่อมได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดด้วยเลเซอร์ ทำให้มั่นใจได้ว่าผลลัพธ์จะสม่ำเสมอในแต่ละชุด
4. วัสดุ:TIG เหมาะที่สุดสำหรับวัสดุนำไฟฟ้าที่บางกว่า ในขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำให้สามารถผสมวัสดุได้หลากหลายมากขึ้น
5. ระบบอัตโนมัติ:ระบบเลเซอร์ด้วยหุ่นยนต์ช่วยให้สามารถเชื่อมอัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์โดยไม่เกิดความล้า ในขณะที่ TIG โดยทั่วไปต้องการความเอาใจใส่และความเชี่ยวชาญอย่างเต็มที่จากผู้ปฏิบัติงาน
อย่างไรก็ตาม การเชื่อม TIG ยังคงมีข้อได้เปรียบสำหรับงานเชื่อมแบบบางหรือการเชื่อมโลหะผสมโดยที่ความร้อนจะต้องถูกปรับอย่างระมัดระวังสำหรับการใช้งานเหล่านี้ สัมผัสของช่างผู้ชำนาญเป็นสิ่งที่มีค่า
5. ข้อเสียของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คืออะไร?
เช่นเดียวกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมอื่นๆ การเชื่อมด้วยเลเซอร์อาจมีข้อเสียที่ต้องพิจารณา:
1. ค่าใช้จ่าย:แม้ว่าระบบเลเซอร์กำลังสูงจะมีราคาไม่แพงนัก แต่ต้องใช้เงินลงทุนจำนวนมากเมื่อเทียบกับวิธีการเชื่อมแบบอื่นๆ
2. วัสดุสิ้นเปลือง:หัวฉีดแก๊สและเลนส์เสื่อมสภาพตามกาลเวลา และต้องเปลี่ยนใหม่ ส่งผลให้ต้นทุนการเป็นเจ้าของเพิ่มขึ้น
3. ความปลอดภัย:จำเป็นต้องมีระเบียบปฏิบัติที่เข้มงวดและกล่องนิรภัยแบบปิดเพื่อป้องกันการสัมผัสกับลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูง
4. การฝึกอบรม:ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องได้รับการฝึกอบรมเพื่อให้ทำงานอย่างปลอดภัยและบำรุงรักษาอุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์อย่างเหมาะสม
5. แนวสายตา:ลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่เป็นเส้นตรง ดังนั้นรูปทรงที่ซับซ้อนจึงอาจต้องใช้ลำแสงหลายอันหรือเปลี่ยนตำแหน่งชิ้นงาน
6. การดูดซึม:วัสดุบางชนิด เช่น เหล็กหนาหรืออะลูมิเนียมอาจเชื่อมได้ยากหากไม่ดูดซับความยาวคลื่นจำเพาะของเลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ
อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อควรระวัง การฝึกอบรม และการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการอย่างเหมาะสม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มอบข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ ความแม่นยำ และคุณภาพสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายประเภท
6. การเชื่อมด้วยเลเซอร์ต้องใช้แก๊สหรือไม่?
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซเฉื่อยที่ไหลผ่านพื้นที่เชื่อม ต่างจากกระบวนการเชื่อมแบบป้องกันแก๊สนี้เป็นเพราะ:
1. ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสเคลื่อนที่ไปในอากาศเพื่อสร้างสระเชื่อมขนาดเล็กที่มีพลังงานสูงซึ่งจะละลายและเชื่อมเข้ากับวัสดุ
2. อากาศโดยรอบไม่แตกตัวเป็นไอออนเหมือนอาร์คพลาสมาของแก๊ส และไม่รบกวนลำแสงหรือการก่อตัวของรอยเชื่อม
3. การเชื่อมแข็งตัวอย่างรวดเร็วจากความร้อนที่เข้มข้นซึ่งก่อตัวก่อนที่ออกไซด์จะก่อตัวบนพื้นผิว
อย่างไรก็ตาม การใช้งานการเชื่อมด้วยเลเซอร์เฉพาะทางบางอย่างอาจยังคงได้รับประโยชน์จากการใช้แก๊สช่วย:
1. สำหรับโลหะที่เกิดปฏิกิริยา เช่น อลูมิเนียม แก๊สจะป้องกันสระเชื่อมร้อนจากออกซิเจนในอากาศ
2. ในงานเลเซอร์กำลังสูง แก๊สจะทำให้พลัมพลาสม่าที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมเจาะลึกมีความเสถียร
3. หัวฉีดแก๊สจะกำจัดควันและเศษต่างๆ เพื่อการส่งผ่านลำแสงที่ดีขึ้นบนพื้นผิวที่สกปรกหรือทาสี
โดยสรุป แม้ว่าจะไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัด แต่ก๊าซเฉื่อยอาจให้ข้อได้เปรียบสำหรับการใช้งานหรือวัสดุการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ท้าทายโดยเฉพาะแต่กระบวนการมักจะทำงานได้ดีหากไม่มีมัน
▶ วัสดุใดบ้างที่สามารถเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้?
โลหะเกือบทั้งหมดสามารถเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้รวมทั้งเหล็ก อลูมิเนียม ไทเทเนียม โลหะผสมนิกเกิล และอื่นๆ
แม้แต่การผสมโลหะที่แตกต่างกันก็เป็นไปได้สิ่งสำคัญคือพวกเขาจะต้องดูดซับความยาวคลื่นเลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ.
▶ สามารถเชื่อมวัสดุได้หนาแค่ไหน?
แผ่นบางเหมือน0.1 มม. และหนา 25 มมโดยทั่วไปสามารถเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้ ขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะและกำลังเลเซอร์
ส่วนที่หนาอาจต้องใช้การเชื่อมแบบหลายรอบหรือเลนส์พิเศษ
▶ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหมาะสำหรับการผลิตปริมาณมากหรือไม่
อย่างแน่นอน.เซลล์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยหุ่นยนต์มักใช้ในสภาพแวดล้อมการผลิตแบบอัตโนมัติความเร็วสูงสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การผลิตยานยนต์
สามารถบรรลุอัตราปริมาณงานได้หลายเมตรต่อนาที
▶ อุตสาหกรรมใดบ้างที่ใช้การเชื่อมด้วยเลเซอร์?
สามารถดูการใช้งานการเชื่อมด้วยเลเซอร์ทั่วไปได้ในยานยนต์ อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์การแพทย์ การบินและอวกาศ เครื่องมือ/แม่พิมพ์ และการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำขนาดเล็ก.
เทคโนโลยีก็คือขยายไปสู่ภาคส่วนใหม่อย่างต่อเนื่อง.
▶ ฉันจะเลือกระบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้อย่างไร?
ปัจจัยที่ต้องพิจารณา ได้แก่ วัสดุชิ้นงาน ขนาด/ความหนา ความต้องการปริมาณงาน งบประมาณ และคุณภาพการเชื่อมที่ต้องการ
ซัพพลายเออร์ที่มีชื่อเสียงสามารถช่วยระบุประเภทเลเซอร์ กำลัง ออปติก และระบบอัตโนมัติที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ
▶ การเชื่อมประเภทใดบ้างที่สามารถทำได้?
เทคนิคการเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมแบบชน ตัก แล่ เจาะ และเชื่อมแบบหุ้ม
วิธีการที่เป็นนวัตกรรมใหม่บางอย่าง เช่น การผลิตแบบเติมเนื้อด้วยเลเซอร์ ยังเกิดขึ้นเพื่อการซ่อมแซมและสร้างต้นแบบอีกด้วย
▶ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหมาะกับงานซ่อมแซมหรือไม่?
ใช่ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการซ่อมแซมส่วนประกอบที่มีมูลค่าสูงอย่างแม่นยำ
การป้อนความร้อนแบบเข้มข้นช่วยลดความเสียหายเพิ่มเติมให้กับวัสดุฐานระหว่างการซ่อมแซม
ต้องการเริ่มต้นใช้งานเครื่องเชื่อมเลเซอร์หรือไม่?
ทำไมไม่พิจารณาเรา?
เวลาโพสต์: 12 ก.พ. 2024