ما هو لحام الليزر والقطع؟
ما هو اللحام والقطع بالليزر ولماذا يجب أن نستخدم اللحام بشعاع الليزر؟ يرمز الليزر إلى تضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفز. شعاع الليزر عبارة عن ضوء متماسك (أحادي الطور) ذو طول موجي واحد (أحادي اللون). يتمتع شعاع الليزر بتباعد منخفض وطاقة عالية، وبالتالي، عندما يضرب السطح، فإنه يسبب الحرارة.
اللحام بشعاع الليزر هو أسلوب غير تلامسي في التصنيع يتم من خلاله ربط قطعتين أو أكثر من المواد (عادةً معدنية) معًا من خلال استخدام شعاع الليزر، ويكون الوصول إلى منطقة اللحام كافيًا للحام، وتكون الأجزاء فقط ملحومة من جانب واحد بالليزر حيث يعمل ضوء الليزر المكثف على تسخين المادة بسرعة في أجزاء من الثانية.
لماذا اللحام وقطع الليزر؟
يختلف نقل طاقة اللحام بشعاع الليزر عن عمليات اللحام بالقوس الكهربائي. في اللحام بالليزر، يتأثر امتصاص المادة للطاقة بعدة عوامل مثل نوع الليزر وكثافة الطاقة وظروف سطح المعدن الأساسي.
إن مخرجات الليزر ليست كهربائية بطبيعتها ولا تتطلب تيارًا كهربائيًا. وهذا يزيل أي تأثير للمغناطيسية ولا يقتصر العملية على المواد الموصلة للكهرباء. يمكن لليزر التواصل مع أي مادة ولا يحتاج إلى فراغ ولا ينتج أشعة سينية.
يعمل لحام الليزر في ثلاثة أوضاع مختلفة:
اللحام بالتوصيل
لحام التوصيل/الاختراق
اللحام بالاختراق (ثقب المفتاح أو الاختراق).
اللحام الموجهة
يتم تنفيذ اللحامات الموصلة بطاقة منخفضة ونتيجة لذلك، يتم إنشاء لحام سطحي في الجزء. يحدث اللحام بالتوصيل عادةً عندما تكون قوة الضغط أقل من 105 وات/سم2. يتم امتصاص شعاع الليزر على سطح المادة فقط ولا يخترقها. عادةً ما يكون عرض اللحام الموجه أعلى من عمقه.
انووا alصlی llیزrahaی ميرد الإستازه دور
يتم استخدام أنواع مختلفة من الليزر في اللحام والقطع بالليزر وهي:
ليزر الغاز:
في هذه الليزرات، يتم استخدام خليط من الغازات مثل الهيليوم والنيتروجين. نوع آخر من الليزر هو ليزر ثاني أكسيد الكربون أو ليزر ثاني أكسيد الكربون، حيث يتم استخدام خليط من ثاني أكسيد الكربون عالي النقاء وغاز الهيليوم والنيتروجين كغاز وسيط. في هذه الليزرات، يتم استخدام مصدر طاقة ذو جهد عالي وتيار منخفض لتحفيز خليط الغاز في الوضع النبضي أو المستمر باستخدام وسط ليزر.
ليزر الوضع الصلب:
يعمل ليزر (Nd: YAG و Ruby) على حد سواء النبضي والمستمر عند طول موجة يبلغ 1 ميكرومتر. يشبه عمل النبض للمفاصل اللحام النقطي ولكن مع اختراق كامل. تتراوح طاقة النبض من 1 إلى 100 جول وزمن النبض من 1 إلى 10 مللي ثانية.
ليزر الصمام الثنائي:
يستخدم هذا الليزر في الحالات التي تكون فيها مناطق اللحام صغيرة جدًا ويصعب الوصول إليها. للحماية، مطلوب الغاز المتقطع.
تاريخ لحام الليزر
اقترح أينشتاين لأول مرة مبادئ ميكانيكا الكم لليزر في بداية القرن العشرين.
1960: أول ليزر يسمى روبي ليزر بدأ العمل لأول مرة في عام 1960.
السبعينيات: تم إنتاج أول أجهزة ليزر عالية الأداء في السبعينيات مع تطوير ليزر ثاني أكسيد الكربون. تطورت تطبيقات أشعة الليزر منذ ذلك الحين.
الثمانينيات: في هذا العقد، أصبح اللحام بالليزر وسيلة شائعة لربط المكونات الإلكترونية من خلال ثقوب في لوحات الدوائر المطبوعة.
1987: تم تطوير عملية دمج مسحوق الليزر.
2002: أنتجت شركة Linde Gas في ألمانيا ليزر ديود باستخدام غازات المعالجة و"مكونات الغاز النشطة" لتعزيز تأثيرات "Key Holling" للحام بالليزر، حيث يعمل غاز الأرجون-CO2 على زيادة سرعة اللحام ويضيف الغاز النشط تغييرات اتجاه تدفق المعدن في حوض اللحام ويخلق لحام أضيق وأفضل جودة.
