การเชื่อมด้วยเลเซอร์: หลักการทำงานและประโยชน์

2025 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-24 13:26

โลหะเชื่อมได้หลายแบบ วิธีที่น่าเชื่อถือและก้าวหน้าที่สุดในการได้ข้อต่อถาวรของผลิตภัณฑ์ต่างๆ คือการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ด้วยเทคโนโลยีนี้ ไม่เพียงแต่จะได้ความแม่นยำและความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการรวมวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูงหรือค่าการนำความร้อนสูงด้วย ระยะเวลาหลอมละลายที่สั้นและควบคุมได้และปริมาณการหลอมเหลวต่ำทำให้สามารถเชื่อมได้แม้ในส่วนที่วิธีการทั่วไปไม่เหมาะเลย

คุณสมบัติทางเทคโนโลยี

การเชื่อมด้วยเลเซอร์แตกต่างกันตรงที่ลำแสงเลเซอร์ทำให้เกิดความเข้มข้นของพลังงานสูง ณ จุดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกินสองสามไมโครเมตร ระดับพลังงานถึง 10 ^ 8 W / cm2 ซึ่งมากกว่าส่วนโค้งที่ให้ ในแง่ของความเข้มข้นของพลังงาน การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถเปรียบเทียบได้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้นลำแสง (กำลังประมาณ 10^6 W/cm2) แต่ถ้าหลังสามารถใช้ได้เฉพาะในห้องสุญญากาศ การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำได้ในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซป้องกันบางชนิด (CO_{2, He, Ar) หรือเพียงแค่ใน อากาศ. สำหรับการควบคุมจะดำเนินการโดยใช้ระบบออปติคัล การเชื่อมด้วยเลเซอร์ดำเนินการในโหมดที่หลากหลายพอสมควร และนี่เป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการรวมวัสดุทุกประเภท ความหนาเริ่มต้นจากไม่กี่ไมโครเมตรและถึงหลายสิบมิลลิเมตร แม้ว่ากระบวนการนี้จะซับซ้อนมาก และยังไม่มีแบบจำลองทางทฤษฎีสากลใดที่สามารถอธิบายได้อย่างครบถ้วน แต่ก็มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติและด้วยเหตุผลที่ดี}

เลเซอร์เชื่อมโลหะมีข้อดีอย่างไร

ข้อดีที่ไม่ต้องสงสัยของวิธีนี้ ได้แก่:

1. เทคโนโลยีนี้มีประสิทธิภาพสูงเมื่อเทียบกับวิธีอื่นๆ
2. บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนเล็กๆ ถูกจำกัดด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางของเลเซอร์เพียงอย่างเดียว สิ่งนี้ช่วยให้คุณได้รับความแข็งแกร่งทางเทคโนโลยีและความเหนียวของการเชื่อมต่อที่มากขึ้น
3. ใช้งานง่ายและสามารถเปลี่ยนโปรแกรมประมวลผลได้
4. ความยั่งยืน. เครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่ทันสมัยช่วยลดความจำเป็นในการเชื่อมวัสดุสิ้นเปลืองและฟลักซ์
5. ความเป็นไปได้ของการเชื่อมคุณภาพสูงของโลหะที่ไม่เหมือนกัน
6. มักเป็นไปได้ที่จะหลีกเลี่ยงการใช้วัสดุสิ้นเปลือง
7. โอกาสเชื่อมในที่เข้าถึงยาก

สำหรับการเชื่อมชิ้นส่วนโลหะ ใช้แก๊สและโซลิดสเตตเลเซอร์ ทั้งแบบต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่อธิบายไว้โดยตรงขึ้นอยู่กับความจุของการติดตั้ง ดังนั้นเลเซอร์ที่มีกำลังอยู่ในช่วง 100-500 W จึงถูกนำมาใช้ในการเชื่อมส่วนประกอบขนาดเล็ก เช่น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ทางการแพทย์มาเป็นเวลานาน และเครื่องจักรที่มีความเข้มข้นของพลังงานในระดับที่สูงขึ้น (ในช่วงกิโลวัตต์) มักใช้ร่วมกับหุ่นยนต์และใยแก้วนำแสง แทบขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมยานยนต์ วิศวกรรมเครื่องกล การต่อเรือ และอุตสาหกรรมอื่นๆ