लेसर वेल्डिंग

लेजर वेल्डिंग विधि में, भागों को जोड़ने के लिए एक उच्च ऊर्जा घनत्व (बीम व्यास 0.1 ... 2 मिमी) के साथ एक केंद्रित प्रकाश किरण का उपयोग किया जाता है। प्रकाश किरण के प्रकार के अनुसार, लेजर वेल्डिंग को स्पंदित और निरंतर किया जा सकता है। स्पंदित तरीके से स्पॉट जोड़ों को वेल्डेड किया जाता है, निरंतर सीमों के लिए स्पंदित-आवधिक या निरंतर विकिरण का उपयोग किया जाता है। पल्स वेल्डिंग का उपयोग तब भी किया जाता है जब सीरियल या बड़े पैमाने पर उत्पादन में उच्च गति वेल्डिंग के लिए तापमान हीटिंग और उच्च सटीकता से न्यूनतम विरूपण सुनिश्चित करना आवश्यक होता है।

लेजर वेल्डिंग का उपयोग विभिन्न सामग्रियों में शामिल होने के लिए किया जाता है: स्टील, टाइटेनियम, एल्यूमीनियम, दुर्दम्य धातु, तांबा, धातु मिश्र धातु, कीमती धातु, बायमेटल, दसियों से कई मिलीमीटर की मोटाई के साथ। हालांकि, लेजर वेल्डिंग परावर्तक धातु जैसे एल्यूमीनियम और तांबा कुछ मुश्किल है। धातुओं की लेजर वेल्डिंग को अंजीर में दिखाया गया है। 2.

प्रकाश किरण के संपर्क के क्षेत्र में निर्देशित जेट के रूप में परिरक्षण गैस का उपयोग करके सक्रिय धातुओं की वेल्डिंग की जाती है।

फोटो 1 - सॉलिड स्टेट लेजर में वेल्डिंग: 1 - सक्रिय माध्यम (रूबी, गार्नेट, नियोडिमियम), 2 - पंप लैंप, 3 - अपारदर्शी दर्पण, 4 - पारभासी दर्पण, 5 - ऑप्टिकल फाइबर, 6 - ऑप्टिकल सिस्टम, 7 - विस्तार, 8 - फोकस बिंदु पर लेजर बीम, 9, 10 - लेजर बीम स्प्लिटर्स।

फोटो 2 - सामग्री की वेल्डेबिलिटी

पैठ की गहराई के अनुसार, लेजर वेल्डिंग तीन प्रकार की होती है:

1) माइक्रोवेल्डिंग (100 माइक्रोन से कम),

2) मिनी-वेल्डिंग (0.1 ... 1 मिमी),

3) मैक्रो वेल्डिंग (1 मिमी से अधिक)।

चूँकि पैठ की गहराई आमतौर पर 4 मिमी से अधिक नहीं होती है, लेजर वेल्डिंग का उपयोग मुख्य रूप से सटीक उपकरण निर्माण में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, घड़ियों के निर्माण में, विमान निर्माण में, मोटर वाहन उद्योग में, पाइप वेल्डिंग में किया जाता है, और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आभूषण उद्योग।

बट वेल्डिंग और ओवरलैपिंग से पहले, 0.1 ... 0.2 मिमी का अंतर सुनिश्चित करें। बड़े अंतराल के साथ, बर्नआउट और संश्लेषण की कमी हो सकती है।

लेजर वेल्डिंग मोड के मुख्य पैरामीटर हैं:

1) पल्स अवधि और ऊर्जा,

2) नाड़ी आवृत्ति,

3) प्रकाश किरण का व्यास,

4) केंद्रित बीम के सबसे छोटे हिस्से से सतह तक की दूरी,

5) वेल्डिंग गति। यह 5 मिमी / एस तक पहुंचता है। गति बढ़ाने के लिए, पल्स फ्रीक्वेंसी बढ़ाई जाती है या निरंतर मोड का उपयोग किया जाता है।

लेजर वेल्डिंग के लिए उद्योग 2 प्रकार के लेजर का उपयोग करता है:

1) सॉलिड-स्टेट - रूबी, नियोडिमियम और YAG लेजर (येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट पर आधारित);

2) गैस CO2 लेजर।

हाल ही में, लेजर वेल्डिंग मशीनें भी दिखाई दी हैं, जिनमें से सक्रिय तत्व क्वार्ट्ज से बना एक ऑप्टिकल फाइबर है।इस तरह के लेज़र "समस्याग्रस्त" सामग्रियों की वेल्डिंग की अनुमति देते हैं - उच्च परावर्तकता, टाइटेनियम के साथ तांबा और पीतल।

तालिका 1 और 2 में विभिन्न लेजर वेल्डिंग मशीनों की क्षमताओं को दिखाया गया है।

CO2 गैस लेजर वेल्डिंग मोड के उदाहरण तालिका 3 में दिखाए गए हैं।

तालिका 1 - शीट की मोटाई और वेल्डिंग लेजर शक्ति

तालिका 2 - लेज़रों की प्रयोज्यता

तालिका 3 - गैस लेज़र के साथ लेज़र बट वेल्डिंग के तरीके

लेजर बीम का व्यास आमतौर पर 0.3 मिमी होता है। 0.3 मिमी से छोटे बीम के साथ वेल्डेड बट वेल्ड में आसंजन की कमी और पैठ की कमी हो सकती है। 10 kW तक के लेज़रों के साथ वेल्डिंग आमतौर पर भराव के बिना की जाती है।

लेजर वेल्डिंग के दौरान गर्मी से प्रभावित छोटे क्षेत्र के कारण वेल्ड बहुत जल्दी ठंडा हो जाता है। वेल्डेड संयुक्त की गुणवत्ता के लिए इसके नकारात्मक और सकारात्मक दोनों परिणाम हो सकते हैं। कई धातुएं जोड़ों को तेजी से ठंडा करने के साथ सर्वोत्तम भौतिक और यांत्रिक गुण देती हैं। हालांकि, स्टेनलेस स्टील को वेल्डिंग करते समय, इससे वेल्ड फ्रैक्चर हो सकता है। पल्स की चौड़ाई को 10 एमएस तक बढ़ाना और पहले से गरम करना इस घटना को खत्म करने में मदद करता है।

वेल्डिंग सामग्री और मोड के सही विकल्प के साथ, लेजर वेल्डिंग उच्चतम गुणवत्ता के सीम का उत्पादन करती है।

लेजर सिस्टम को 3 श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है:

1) संलग्नक उपकरण। ऐसे उपकरणों में, वर्कपीस को एक विशेष बंद स्थान में रखा जाता है जिसमें एक सुरक्षात्मक तटस्थ वातावरण और एक लेजर बीम होता है। वेल्डर एक विशेष ऑप्टिकल सिस्टम का उपयोग करके वेल्डिंग प्रक्रिया को नियंत्रित और मॉनिटर कर सकता है।

2) बाहरी वेल्डिंग के लिए अभिप्रेत उपकरण।लेजर बीम में स्वतंत्रता की कई डिग्री होती हैं और यह क्रमादेशित गति उत्पन्न करती है। वेल्डिंग क्षेत्र गैस प्रवाह द्वारा संरक्षित है।

3) मैनुअल लेजर वेल्डिंग के लिए अभिप्रेत उपकरण। लेजर मशालें टीआईजी वेल्डिंग मशालों के समान ही हैं। लेजर बीम को एक ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करके मशाल में प्रेषित किया जाता है। वेल्डिंग के दौरान, वेल्डर एक हाथ में लेजर टॉर्च और दूसरे हाथ में भराव सामग्री रखता है।

तालिका 4 - विभिन्न प्रकार की लेजर वेल्डिंग की तुलना

लेजर वेल्डिंग के लाभों में शामिल हैं:

1) सामग्री पर लेजर बीम के थर्मल प्रभाव का एक छोटा क्षेत्र और, परिणामस्वरूप, नगण्य थर्मल विकृति;

2) लेजर विकिरण (कांच, तरल पदार्थ, गैसों) के लिए पारदर्शी वातावरण में, मुश्किल से पहुंचने वाले स्थानों में वेल्डिंग की संभावना;

3) चुंबकीय सामग्री की वेल्डिंग;

4) प्रकाश किरण का छोटा व्यास, सूक्ष्म वेल्डिंग की संभावना, अच्छी सौंदर्य विशेषताओं के साथ संकीर्ण वेल्डिंग सीम;

5) प्रक्रिया को स्वचालित करने की क्षमता;

6) ऑप्टिकल ट्रांसमिशन के माध्यम से प्रकाश किरण का लचीला हेरफेर;

7) लेजर उपकरण की बहुमुखी प्रतिभा (लेजर वेल्डिंग और काटने, अंकन और ड्रिलिंग के लिए उपयोग की संभावना);

8) विभिन्न सामग्रियों को वेल्डिंग करने की संभावना।

लेजर वेल्डिंग के नुकसान:

1. लेजर उपकरण की उच्च लागत और जटिलता।

2. वेल्डिंग किनारों की तैयारी, सफाई के लिए उच्च आवश्यकताएं।

3. मोटी दीवार वाले हिस्सों की वेल्डिंग की असंभवता, अपर्याप्त शक्ति।वेल्डिंग लेज़रों की शक्ति में वृद्धि इस तथ्य से सीमित है कि धातु पर लेजर बीम के एक मजबूत प्रभाव के साथ, यह वेल्डिंग क्षेत्र में सक्रिय रूप से बिखरा हुआ है, जो डिवाइस के ऑप्टिकल सिस्टम को नुकसान पहुंचाता है और कुछ ही घंटों में लेजर को निष्क्रिय कर देता है। .