جوشکاری مس، طلا و سایر فلزات غیرآهنی
منابع پرتو لیزر صنعتی که قبلاً در دسترس بودند نیاز به تلاش بیشتری برای پردازش رضایت بخش فلزات بسیار بازتابنده مانند مس در تولید سری داشتند. نور لیزر آبی فرصت های جدیدی را ارائه می دهد زیرا مس و طلا بیش از همه، طیف نور آبی را هفت تا بیست برابر بهتر از تابش لیزر در محدوده مادون قرمز جذب می کنند (نمودار را ببینید).
در حال حاضر، اولین لیزر دایود با قدرت بالا که به طور قابل توجهی پردازش مواد لیزری فلزات غیر آهنی را بهبود می بخشد، ساخته شده است. به ویژه فویل ها و ورق های نازک را می توان با لیزر آبی بسیار موثرتر پردازش کرد، اما لیزر دیود آبی LDM مزایای بیشتری نیز دارد. ورقهای مسی توسط دستگاه نورد مس، نورد می شوند. جهت مطالعه در این باره روی لینک کلیک کنید.
علاوه بر جذب بالای نور آبی، که ذوب مس را بسیار آسانتر میکند، استفاده از مشخصات شدت مشخصه لیزرهای دایود نیز به نتیجه پردازش درجه یک کمک میکند. علاوه بر این، فناوری لیزر دایود اثبات شده اجازه میدهد تا توان لیزر در عرض میلیثانیه به خوبی درجهبندی شود، بنابراین آن را کاملاً با نیازهای فرآیند تطبیق میدهد. درزهای جوش ایجاد شده در طول جوشکاری مس بسیار تمیز و بسیار صاف هستند – بدون توجه به کیفیت سطح مواد قبل از شروع فرآیند جوشکاری. آنها رسانایی الکتریکی عالی دارند و فقط چند پاشش در مناطق مجاور مواد ایجاد می کنند. راندمان مواد نیز به ویژه بالا است، زیرا لیزر آبی از یک سو نیازی به همپوشانی یا تقویت مواد در ناحیه درز ندارد و از سوی دیگر، مس مایع قابلیت پل زدن شکاف بالایی برای پردازش با تابش لیزر آبی دارد. گزینه جوشکاری هدایت حرارتی کنترل شده، مس را قادر می سازد تا برای اولین بار در هنگام جوشکاری فلزات مختلف به عنوان جزء اتصال بالایی استفاده شود. پودر مس و فویل های نازک مس را حتی می توان به مواد دیگر مانند فولاد و آلومینیوم وصل کرد. در مورد فویل های جوشکاری، نتایج قابل توجهی در جوشکاری لب به لب و لبه به دست آمده است.
کل انرژی مصرفی مورد نیاز برای جوشکاری مس در مقایسه با لیزرهای مادون قرمز 84 درصد و برای طلا تا 92 درصد کاهش یافته است. این به این دلیل است که به جای 10 کیلو وات، اکنون 1 کیلو وات برای جوش مس و 0.5 کیلو وات برای جوشکاری طلا کافی است.
برای کاربران، پلت فرم LDM یک سیستم آشنا و اثبات شده صنعتی را ارائه می دهد که می تواند همراه با اپتیک های پردازشی بهینه شده برای طول موج استفاده شود. در غیر این صورت، تنها به چند اصلاح برای ادغام لیزر در تولید نیاز است. پنجرههای محافظ بینایی سلولهای پردازشی و عینکهای محافظ تنها جنبههایی هستند که به دلیل تغییر دامنه طول موج، به منظور برآورده کردن الزامات ایمنی لیزر برای کارکنانی که کار را انجام میدهند، باید تعویض شوند.
جوشکاری مس با توسعه لیزر دیود آبی جدید متحول شده است. پرتو لیزر آبی مس و سایر فلزات غیر آهنی تحت پردازش با کیفیت بالا در فرآیندهای صنعتی قرار می گیرند.
فرآیند Conduction_Welding_Blue
برای اولین بار، لیزر آبی امکان جوشکاری کنترل شده هدایت حرارتی مس و سایر فلزات غیر آهنی با ضخامت مواد کم را فراهم می کند: ضخامت مواد کمتر از یک میلی متر دیگر مشکلی ایجاد نمی کند. اکنون می توان از لیزر آبی برای پردازش مواد به روشی هدفمند و کنترل شده استفاده کرد. پرتو لیزر آبی، مواد مورد نظر را در امتداد اتصالات ذوب می کند، سپس مواد مایع شده به یکدیگر سرازیر شده و پس از سرد شدن، درز جوش را تشکیل می دهند. این فرآیند منجر به درزهای مخصوصاً صاف می شود که کیفیت فوق العاده ای دارند و بنابراین بسیار پایدار هستند. در اصل، فرآیند مانند لیزر مادون قرمز است – جدا از طول موج مورد استفاده.
برای آگاهی از قیمت دستگاه پانچ ورق فلزی کلیک کنید.
جوش پین های مسی با لیزر دیود آبی
جوشکاری هدایت حرارتی با لیزر دیود آبی منجر به یک حوضچه مذاب بسیار پایدار و همگن بدون تبخیر می شود. کشش سطحی غالب مس مایع، شکافهای بین پینها را پل میکند و در نتیجه یک اتصال همگن ایجاد میکند.
نتایج عالی
آزمایشات اولیه نشان می دهد که ساختار سطح هیچ تأثیری بر فرآیند جوشکاری ندارد، به خصوص زمانی که مس در حال پردازش است. مهم نیست که مس قبلاً ریز برس خورده باشد، اکسید شده باشد یا اچ شده باشد، خواص مثبت درز حفظ می شود.
اما چرا این مساله ویژه اینقدر مهم است؟ مس یکی از مهم ترین مواد خام برای انتقال سیگنال الکتریکی و در نتیجه جزء کلیدی بسیاری از فناوری های مدرن است. در سلولهای باتری دستگاههای تلفن همراه، در سیمپیچهای القایی یا در باتریهای خودروهای الکتریکی، بخشهای مسی امروزه در همه جا یافت میشوند. اغلب قطعات در معرض جریان زیاد، دمای عملیاتی بالا و ارتعاشات قوی قرار می گیرند. این به طور قابل توجهی بر روند تولید تأثیر می گذارد: هنگامی که قطعات از چندین قسمت ساخته می شوند، درزهای اتصال باید بسیار محکم باشند و نباید مقاومت های اضافی در جریان سیگنال ایجاد کنند تا از افزایش دما در قطعه جلوگیری شود. از آنجایی که اتصالات لحیم کاری شده اغلب فاقد مقاومت مورد نیاز هستند، درزهای جوش ایجاد شده توسط لیزر بهترین گزینه در اینجا هستند.
روکش مس
آزمایشات اولیه نشان می دهد که با لیزر آبی، روکش با پودر مس نیز امکان پذیر است.
فرایند روکش مس لیزر آبی همچنین توانست در اولین دوره های آزمایشی جوشکاری رسوبی با پودر، مس را متقاعد کند. در این فرآیند – که به عنوان روکش لیزری نیز شناخته می شود – پرتو لیزر آبی یک حوضچه مذاب روی سطح قطعه کار ایجاد می کند. با کمک یک نازل پودر، مس به طور همزمان اضافه می شود تا بتوان آن را در همان پرتو ذوب کرد. پس از یک زمان خنک شدن کوتاه، قطعه کار و پودر مس اکنون به صورت متالورژیکی به یکدیگر متصل می شوند. علاوه بر این، فرآیند جوشکاری باعث ایجاد اعوجاج بسیار کمی می شود و پوشش فوق العاده بادوام است. در اینجا نیز، فرآیند مشابه لیزر در طیف موج مادون قرمز است. علاوه بر این، پوشش به دلیل خواص فیزیکی مس، رسانای الکتریکی است.
ساخت روکش و افزودنی با پودر مسلیزر آبی مخصوصاً برای جوشکاری رسوبی یا ساخت افزودنی با مس مناسب است. جذب انرژی کم (کمتر از 10٪) فلزات بسیار بازتابنده مانند مس یا طلا در محدوده طول موج 1000 نانومتر، یک چالش بزرگ برای لیزرهای IR استاندارد است. شدت اولیه بالای مورد نیاز، فرآیندهایی را القا میکند که اغلب با حوضچههای مذاب متلاطم و تشکیل پاشش مشخص میشوند، که عوامل حیاتی در پردازش اجزای الکتریکی هستند. در اینجا لیزر آبی در پردازش مس به نتایج بسیار خوبی دست می یابد زیرا بیش از 50 درصد جذب به دست می آید. ما یک فرآیند بسیار آرام را به دست می آوریم که نیازی به کنترل قدرت اضافی ندارد. راندمان پودری تا 70% را می توان در طول فرآیند بدست آورد که برای اجزای مبتنی بر مس بسیار خوب است. بنابراین، حتی قطعات کار ساخته شده از مواد فولادی را می توان به طور برجسته با پودر مس پردازش کرد.با این حال، لیزر آبی به پردازش فلزات غیر آهنی محدود نمی شود. نتایج عالی را می توان هنگام پردازش فلزات دیگر مانند فولاد یا نیکل نیز به دست آورد.
