كيف يعمل لحام الليزر؟

كيف يعمل اللحام بالليزر

جوهر لحام الليزر هو استخدام شعاع الليزر عالي الطاقة الذي يولده الليزر للتركيز على سطح قطعة العمل من خلال النظام البصري لتشكيل بقعة كثافة عالية الطاقة ، والتي تؤدي إلى ذوبان أو تبخير المادة لتحقيق اللحام.

توليد الليزر: تستخدم الليزرات الطاقة الكهربائية أو البصرية أو الكيميائية لإثارة مواد العمل (مثل الغازات أو البلورات أو الألياف البصرية) لإنتاج الانبعاثات المحفزة ، وتشكيل شعاع عالي الطاقة.

2. نقل شعاع الليزر والتركيز: نقل: يتم نقل شعاع الليزر إلى رأس اللحام عن طريق نظام الألياف البصرية أو العدسات ، مما يقلل من فقدان الطاقة.

التركيز: يركز النظام البصري شعاع الليزر على سطح قطعة العمل ، مما يشكل بقعة عادة ما يكون قطرها 0.1 إلى 1 مم. بعد التركيز ، تركز طاقة الليزر بشكل كبير ، بما يكفي لجلب المادة بسرعة إلى نقطة ذوبانها أو غليها.

3. التفاعل بين الليزر والمواد: امتصاص الطاقة: عندما يصيب شعاع الليزر سطح قطعة العمل ، يتم امتصاص جزء من طاقة الضوء من قبل المادة وتحويلها إلى طاقة حرارية. يرتبط معدل الامتصاص بنوع المادة وحالة السطح (مثل الخشنة والطلاء) وطول موجة الليزر.

التأثير الحراري: الطاقة الممتصة تسبب ارتفاع درجة حرارة سطح المادة بسرعة ، مما قد يؤدي إلى الذوبان (تتشكل حمام ذوبان عندما تصل المادة إلى نقطة الذوبان ، والتي تناسب لحام التوصيل) والتبخر (إذا كانت كثافة الطاقة عالية للغاية ، فقد يتبخر سطح المادة ، وهو مناسب لحام الاختراق العميق)

تشكيل وتصلب حمام ذوبان: في لحام الاختراق العميق ، يشكل المعدن المنصهر حول ثقب المفتاح حمام ذوبان توازن ديناميكي تحت تأثير فرق الضغط داخل وخارج ثقب المفتاح والتوتر السطحي. عندما يتحرك شعاع الليزر ، يتحرك المسبح المنصهر معه ، وتتبرد المواد المحيطة وتصلب بسرعة لتشكيل لحام.

مزايا لحام الليزر

دقة عالية: يمكن تركيز شعاع الليزر إلى مستوى الميكرون ، مما يجعله مناسب لحام الهياكل المعقدة والمكونات الصغيرة.

المدخلات الحرارية المنخفضة: يتم تقليل المنطقة المتأثرة بالحرارة إلى أدنى حد ممكن ، مما يقلل من تشوه المواد والإجهاد.

كفاءة ومرنة: يسمح باللحام عالي السرعة ، مما يجعله مناسبًا لخطوط الإنتاج الآلية ودعم لحام مواد متعددة ومختلفة.

بلا اتصال: لا يتطلب اتصال مادي، مما يقلل من التآكل ويجعله مناسبًا للهندسات المعقدة.

تلخيص

لحام الليزر هو عملية فريدة من نوعها. مقارنة بأساليب اللحام التقليدية ، فإن هذه العملية لها العديد من المزايا وهي مناسبة للعديد من المجالات مثل السيارات والفضاء والطاقة الطبية والطاقة الجديدة. مع تقدم التكنولوجيا ، ستكون آفاق تطبيق اللحام بالليزر أوسع.