منو
محصولات
جوشکاری لیزری یکی از فناوری‌های نوین و پیشرفته در صنعت مدرن است که امکان ایجاد اتصالات با کیفیت بالا، سرعت زیاد و دقت بسیار بالا را فراهم می‌آورد. این فناوری طی چند دهه اخیر توسعه گسترده‌ای یافته و در صنایع گوناگون مانند الکترونیک، هوافضا، خودروسازی، تجهیزات پزشکی و انرژی‌های نو جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده است. در میان مواد مهندسی پرکاربرد، مس به دلیل رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، مقاومت به خوردگی و قابلیت شکل‌پذیری مناسب، اهمیت ویژه‌ای دارد. با این حال، جوشکاری مس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد آن چالش‌های قابل توجهی ایجاد می‌کند.
مس دارای رسانایی حرارتی بسیار بالا (حدود 400 W/m.K) و ضریب انعکاس زیاد در محدوده طول موج‌های مرئی و مادون قرمز نزدیک است. این ویژگی‌ها سبب می‌شوند انرژی لیزر به‌سختی در سطح جذب شود و بیشتر آن بازتاب گردد. علاوه بر این، انتقال سریع حرارت موجب سرد شدن سریع حوضچه جوش می‌شود که خطر ایجاد ترک، تخلخل و ساختارهای متالورژیکی ناخواسته را افزایش می‌دهد. از این رو، انتخاب منبع لیزر مناسب و کنترل دقیق پارامترهای فرآیند برای دستیابی به جوش‌های با کیفیت در مس اهمیت اساسی دارد.
دو منبع لیزری پرکاربرد در جوشکاری مس، لیزر YAG و لیزر فایبر هستند که هر یک مزایا، محدودیت‌ها و حوزه‌های کاربرد متفاوتی دارند.
در فرآیند جوشکاری لیزری، پرتو لیزر با شدت بالا روی سطح مس متمرکز می‌شود. چگالی توان لیزر اگر از حد مشخصی بیشتر باشد، می‌تواند نفوذ عمیق ایجاد کرده و به شکل “Keyhole” عمل کند. در غیر این صورت، فرآیند در حالت رسانشی انجام می‌شود و جوش سطحی خواهد بود. در مس به دلیل ضریب بازتابش زیاد در محدوده طول موج لیزر YAG و فایبر، بخشی از انرژی بازتاب می‌شود و تنها درصدی از آن در ماده جذب می‌گردد. این مسأله موجب می‌شود جوشکاری مس با لیزر نسبت به موادی مانند فولاد یا آلومینیوم دشوارتر باشد.
لیزر :YAG با طول موج حدود 1064 نانومتر یکی از منابع متداول برای جوشکاری فلزات است. قابلیت عملکرد در حالت پالسی و پیوسته و امکان انتقال پرتو از طریق فیبر نوری از ویژگی‌های مهم این لیزر محسوب می‌شود.
ویژگی‌های لیزر YAG در جوشکاری مس
1. طول موج نزدیک به 1 میکرون که اگرچه جذب در مس محدود است، اما نسبت به لیزرهای CO2 عملکرد بهتری دارد.
2. امکان کارکرد پالسی که به تمرکز انرژی در زمان کوتاه و افزایش دمای موضعی کمک می‌کند.
3. انعطاف در کاربرد صنعتی به دلیل قابلیت انتقال پرتو توسط فیبر نوری.
مزایا در جوشکاری مس
قابلیت ایجاد جوش در قطعات نازک مسی.
مناسب برای صنایع الکترونیک، به‌ویژه در اتصال سیم‌ها و اجزای کوچک.
امکان کنترل حرارت ورودی به دلیل عملکرد پالسی.
محدودیت‌ها
بازتاب زیاد مس در برابر طول موج 1064 نانومتر، که راندمان جذب را کاهش می‌دهد.
عمق نفوذ محدود به دلیل اتلاف انرژی.
نیاز به اعمال توان‌های بالا برای ایجاد جوش‌های نفوذی.
جوشکاری لیزری فایبر در مس
لیزر فایبر که عمدتاً بر اساس فیبرهای نوری دوپ‌شده با ایتربیوم کار می‌کند، طول موجی نزدیک به YAG (حدود 1070 نانومتر) دارد اما کیفیت پرتو، راندمان و پایداری آن به‌مراتب بهتر است.
1. کیفیت پرتو بسیار بالا که امکان دستیابی به نقاط فوکوس کوچک و چگالی توان بالا را فراهم می‌سازد.
2. راندمان الکتریکی-نوری بیشتر از 30 درصد که مصرف انرژی را کاهش می‌دهد.
3. قابلیت توان‌های بالا که امکان جوشکاری قطعات ضخیم مسی را فراهم می‌کند.
4. پایداری طولانی مدت و هزینه نگهداری کمتر نسبت به YAG.
توانایی ایجاد جوش‌های عمیق و باریک در مس.
کاهش تخلخل و ترک در مقایسه با لیزر YAG.
مناسب برای جوشکاری اتصالات الکتریکی با چگالی بالا.
سرعت جوشکاری بالاتر به دلیل چگالی توان بیشتر.
محدودیت‌ها
بازتاب بالای مس در طول موج نزدیک به 1 میکرون همچنان چالش ایجاد می‌کند.
خطر آسیب به اپتیک‌ها در اثر بازتاب پرتو.
هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالا.
مقایسه لیزر YAG و فایبر در جوشکاری مس
جذب انرژی: هر دو لیزر در محدوده طول موجی قرار دارند که بازتاب مس زیاد است، اما کیفیت پرتو فایبر موجب عملکرد بهتر آن در نفوذ عمیق می‌شود.
راندمان: لیزر فایبر راندمان انرژی بسیار بالاتری دارد.
کیفیت جوش: لیزر فایبر در کاهش عیوب جوش مانند تخلخل مؤثرتر است.
کاربرد: YAG بیشتر برای قطعات ظریف و نازک در صنایع الکترونیک استفاده می‌شود، در حالی که لیزر فایبر در کاربردهای صنعتی سنگین‌تر و قطعات ضخیم‌تر کارایی بهتری دارد.
متالورژی جوش لیزری مس
در جوشکاری لیزری مس، ساختار نهایی به شدت وابسته به نرخ سرد شدن است. سرعت سرد شدن بالا می‌تواند منجر به تشکیل ساختارهای ستونی و دندریتی شود. همچنین وجود اکسیژن محلول در مس خطر تخلخل و ترک‌های داغ را افزایش می‌دهد.
برای کاهش این مشکلات معمولاً از گاز محافظ خنثی مانند آرگون یا هلیوم استفاده می‌شود. همچنین پیش‌گرم قطعه کار یا استفاده از لیزرهای پرتوان می‌تواند به بهبود کیفیت جوش کمک کند.
کاربردهای صنعتی
صنعت الکترونیک: اتصال سیم‌های مسی، ساخت بوردهای مدار چاپی، و جوشکاری اجزای میکروالکترونیکی.
صنعت انرژی: جوشکاری اتصالات کابل‌های فشار قوی و تجهیزات انتقال انرژی.
صنعت خودروسازی: ساخت موتورهای الکتریکی، باتری‌ها و اجزای سیستم‌های الکتریکی.
صنایع سرمایشی و گرمایشی: اتصال لوله‌ها و مبدل‌های حرارتی مسی.
1. توان لیزر: باید به اندازه کافی بالا باشد تا بر بازتاب مس غلبه کند.
2. سرعت جوشکاری: سرعت بالا باعث کاهش ورودی حرارت و اعوجاج می‌شود، اما ممکن است نفوذ ناقص ایجاد کند.
3. قطر پرتو در فوکوس: تعیین‌کننده چگالی توان و شکل حوضچه جوش است.
4. محیط محافظ: جلوگیری از اکسیداسیون و کاهش تخلخل.
5. مد پالسی یا پیوسته: استفاده از لیزر پالسی می‌تواند در کنترل انرژی ورودی برای قطعات ظریف مفید باشد.
بازتاب شدید پرتو لیزر و کاهش راندمان جذب.
ایجاد ترک‌های داغ و تخلخل در حوضچه جوش.
نیاز به تجهیزات پرتوان و اپتیک مقاوم به انعکاس.
دشواری در کنترل کیفیت جوش در قطعات ضخیم.
تحقیقات و پیشرفت‌های نوین
استفاده از لیزرهای سبز (طول موج 515 نانومتر) و آبی (450 نانومتر) به دلیل جذب بالاتر مس در این طول موج‌ها.
توسعه فناوری‌های جوشکاری هیبریدی (لیزر-قوس) برای بهبود کیفیت و افزایش راندمان.
به‌کارگیری سامانه‌های پایش آنلاین برای کنترل فرآیند و جلوگیری از ایجاد عیوب.
طراحی اپتیک‌های مقاوم به بازتاب برای افزایش طول عمر تجهیزات.
چشم‌انداز
با رشد سریع فناوری‌های مرتبط با انرژی‌های نو و خودروهای برقی، نیاز به جوشکاری دقیق و قابل اعتماد مس بیش از پیش اهمیت یافته است. پیشرفت در منابع لیزری جدید و تکنیک‌های کنترلی می‌تواند چالش‌های موجود را برطرف سازد و کاربردهای صنعتی جوشکاری لیزری مس را گسترش دهد.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد دستگاه ها و استعلام قیمت مشخصات خودرا وارد کنید تا کارشناسان ما در اسرع وقت با شما تماس بگیرند.
فیلد های "(ضروری)" اجباری هستند