دستگاه جوش لیزری

دستگاه جوشکاری لیزری

جوش لیزری بسیار تمیزتر از جوش قوس الکتریکی یا تیگ معمولی است . همچنین دقیق‌تر، آسان‌ترعمل میکند، و اتصال فلزات بسیار نازک‌تر و استحکام کششی و خمشی بسیار بیشتری را فراهم می‌کند.
 دو نوع لیزری که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، لیزرهای حالت جامد (به ویژه لیزرهای یاقوتی و لیزرهای Nd:YAG) و لیزرهای گازی هستند. نوع اول از یکی از چندین محیط جامد، از جمله یاقوت مصنوعی (کروم در اکسید آلومینیوم)، نئودیمیم در شیشه (Nd:glass) و رایج ترین نوع، نئودیمیم در گارنت آلومینیوم ایتریم (Nd:YAG) استفاده می کند.لیزرهای گازی از مخلوط گازهایی مانند هلیوم، نیتروژن و دی اکسید کربن (لیزر CO2) به عنوان محیط استفاده می کنند. با این حال، صرف نظر از نوع، هنگامی که محیط برانگیخته می شود، فوتون ساطع می کند و پرتو لیزررا تشکیل می دهد.

 و لیزر فیبری

در لیزرهای فیبر، رسانه اصلی خود فیبر نوری است. آنها می توانند تا 50 کیلو وات قدرت داشته باشند و به طور فزاینده ای برایجوشکاری صنعتی روباتیکاستفاده می شوند.
لیزرهای حالت جامد در طول موج‌های حدود 1 میکرومتر عمل می‌کنند که بسیار کوتاه‌تر از لیزرهای گازی مورد استفاده برای جوشکاری هستند، و در نتیجه اپراتورها باید از عینک‌های مخصوص استفاده کنند یا از صفحه‌نمایش مخصوص برای جلوگیری از آسیب شبکیه استفاده کنند. لیزرهای Nd:YAG می توانند در دو حالت پالسی و پیوسته عمل کنند، اما انواع دیگر به حالت پالسی محدود می شوند.  توان خروجی معمولی برای لیزرهای یاقوتی 10 تا 20 وات است، در حالی که خروجی لیزر Nd:YAG بین 0.04 تا 6000 وات است. برای رساندن پرتو لیزر به ناحیه جوش، معمولاً ازفیبر نوری استفاده می‌شود.

گاز
لیزرهای گازی از منابع انرژی با ولتاژ بالا و جریان کم برای تامین انرژی مورد نیاز برای برانگیختن مخلوط گازی استفاده می‌کنند که به عنوان رسانه لیزر استفاده می‌شود. این لیزرها می توانند در هر دو حالت پیوسته و پالسی کار کنند و طول موج پرتو لیزر گاز CO2 10.6 میکرومتر، عمیق مادون قرمز، یعنی "گرما" است. کابل فیبر نوری این طول موج را جذب می کند و از بین می رود، بنابراین از یک لنز سفت و سیستم تحویل آینه استفاده می شود. توان خروجی لیزرهای گازی می تواند بسیار بیشتر از لیزرهای حالت جامد باشد و به 25 کیلو وات می رسد.

درجوشکاری لیزر فیبر از یک پرتو لیزر بسیار متمرکز برای اتصال فلزات استفاده می شود. پرتو لیزر از طریق سیستمی از اجزای الکتریکی و نوری تولید می شود. در زیر لیستی از مهمترین آنها و تعاریف آنها آورده شده است.
اجزای الکتریکی و نوری  دستگاه جوش لیزری
منبع تغذیه - منبع تغذیه جریان الکتریکی را به جریان مستقیم (DC) تبدیل می کند تا توسط منبع پمپ استفاده شود.
منبع لیزر -  منبع پمپ یک دستگاه الکتریکی (معمولاً آرایه ای از دیودهای لیزر) است که انرژی الکتریکی را به نور لیزر تبدیل می کند. محیط افزایش، فیبری است که با یک عنصر خاکی کمیاب (مانند ایتربیوم) دوپ شده است. وقتی نور پمپ از فیبر دوپ شده عبور می کند، مولکول های برانگیخته نوری با طول موج خاصی تولید می کنند. این نور در حفره لیزر تقویت می شود.
کابل فیبر نوری - کابل فیبر نوری برای هدایت نور لیزر و رساندن آن به محل مناسب روی سطح پردازش شده استفاده می شود.

کولیماتور فیبر(Fiber collimator) - کولیماتور لنزی است که نور خارج شده از کابل فیبر نوری را به حات موازی تبدیل و آن را به یک جهت واحد همگرا می کند تا انرژی خود را بهتر متمرکز کند.
افزاینده پرتو (beam expender)- افزایش دهنده پرتو اندازه پرتو لیزر هماهنگ را افزایش می دهد. در حالی که پرتو از این طریق کمتر متمرکز است، فرآیند لیزر تغییرات سطح و موقعیت را بهتر تحمل می کند.
سر اسکن (Scanning head)– سر اسکن شامل آینه های گالووی چرخشی است که جهت پرتو لیزر را کنترل می کند.
لنز فوکوس (Focusing lens)– لنز فوکوس برای تمرکز پرتو لیزر بر روی سطح پردازش شده استفاده می شود. به عنوان مثال، یک لنز فوکوس 200 میلی متری فوکوس خوبی برای جوش دادن در فاصله 200 میلی متری فراهم می کند.

جوشکاری لیزر فیبر زمانی است که از یک منبع فیبر برای تولید یک پرتو لیزر پرقدرت استفاده می شود که می تواند ذوب شود و دو قطعه فلز را به هم متصل کند.دستگاه جوش لیزر فیبری با سیستم خنک کننده آب در صنایع مختلف به عنوان یک روش پیشرفته جوشکاری استفاده می‌شود. اهمیت استفاده ازدستگاه جوش لیزری تک فیلره یا دوفیلره بستگی به نیازها و موارد خاص هر کاربری دارد. در زیر تعدادی از مزایا و معایب هر نوع را بررسی می‌کنیم:
اهمیت دستگاه جوش لیزری تک فیلره :
- مزایا:
1. سادگی: دستگاه جوش لیزری تک فیلره ساده‌تر است و نیاز به تنظیمات کمتری دارد که می‌تواند فرآیند جوشکاری را سریعتر و آسان‌تر کند.
2. دقت: با استفاده از یک فیلر، می‌توان به دقت بالاتری در جوشکاری دست یافت واتصالات جوشی با کیفیت و استحکام بالاتری داشت.
3. اقتصادی بودن:دستگاه جوش لیزری تک فیلره معمولاً هزینه کمتری دارد و برای کاربرانی که نیاز به جوشکاری ساده و دقیق دارند، مناسب است.
معایب:
1. محدودیت در جوشکاری قطعات پیچیده: برای قطعات بزرگ و پیچیده که نیاز به استفاده از دو نوع فیلر دارند، دستگاه تک فیلره ممکن است مناسب نباشد.
 2. کارایی محدود: برای برخی از کاربردها که نیاز به جوشکاری با دو نوع فیلر دارند، استفاده از دستگاه تک فیلره ممکن است کارایی کافی را نداشته باشد.
اهمیت دستگاه جوش لیزری دو فیلره :
مزایا:
1. انعطاف پذیری: با استفاده از دو نوع فیلر، می‌توان به انواع مختلفی از جوشکاری پرداخت و برای قطعات پیچیده و متنوع مناسب باشد.
2. عملکرد بالا: دستگاه جوش لیزری دوفیلره عملکرد بالاتری دارد و می‌تواند در تولید انبوه و در شرایط مختلف عملکرد خوبی ارائه کند.
- معایب:
 1. پیچیدگی:دستگاه جوش لیزریدوفیلره پیچیده‌تر است و نیاز به تنظیمات بیشتری دارد که ممکن است زمان بیشتری برای آموزش و تنظیمات نیاز باشد.
 2. هزینه بیشتر: دستگاه جوش لیزری دوفیلره معمولاً هزینه بیشتری دارد و نیاز به نگهداری و تعمیرات بیشتری دارد.
با توجه به این توضیحات، انتخاب بین دستگاه جوش لیزری تک فیلره و دوفیلره بستگی به نیازها، بودجه، نوع کاربری و موارد خاص هر فرد دارد. انتخاب مناسبی باید براساس این عوامل انجام شود.

خرید و قیمت دستگاه جوش لیزری

صرفه جویی در مصرف برق و انرژی و کاهش هزینه ها با دستگاه جوش لیزری 

1-کاهش چشمگیر  مصرف برق و انرژی نسبت به دستگاه های جوش معمولی و همچنین هزینه برق کمتر برای خنک کننده در دستگاه لیزر فایبر
2-افزایش بازده و راندمان تولید با دستگاه جوش لیزری و صرفه جویی در مصرف زمان و هزینه
3-کاهش چشمگیر هزینه تولید به دلیل عدم نیاز به مواد مصرفی برای جوشکاری لیزری

4-....

کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت

با توجه به نیاز روز افزون جوشکاری درصنایع مختلف ، جوشکاری لیزری مورد توجه بسیاری از صنایع قرارگرفته است که میتوان به صنایع زیر اشاره کرد :

1-صنعت نفت و گاز
2-صنایع پزشکی
3-صنایع فولاد و خودرو سازی
4-صنایع دریایی
5-باتری سازی
6-الکترونیک

مشخصات دستگاه جوش لیزر

کاتالوگ جوش لیزری دستی.pdf

سرعت جوشکاری در فلزات با ضخامت مختلف

جوشکاری لیزری یک تکنیک دقیق و کارآمد است که برای اتصال مواد، به ویژه فلزات، با پرتوهای لیزر با چگالی انرژی بالا استفاده می شود.  برای موفقیت در جوشکاری لیزری پارامترهایی هستند که بر فرآیند حاکم هستند،همچون ضخامت ماده جوش داده شده و سرعتی که در آن جوش انجام می شود. این پارامترها به دقت کالیبره می شوند تا در عین بهینه سازی کارایی عملیات، استحکام و یکپارچگی جوش را به حداکثر برسانند.
نمودار ضخامت و سرعت جوش لیزری به عنوان یک راهنمای ضروری برای تکنسین ها و مهندسان عمل می کند و اطلاعات لازم را برای انتخاب پارامترهایجوشکاری صحیح بر اساس نوع ماده و کاربرد خاص در اختیار آنها قرار می دهد. با تنظیم توان لیزر، کیفیت پرتو و سرعت جوش، کاربران می توانند عمق نفوذ و کیفیت کلی جوش را کنترل کنند. ماهیت جوشکاری لیزری امکان نسبت عمق به عرض بالا را فراهم می کند، که منجر به جوش متمرکز با قرار گرفتن در معرض حرارت محدود به مواد اطراف می شود و در نتیجه یکپارچگی ساختاری اجزای درگیر را حفظ می کند....ادامه مطالب
اهمیت نازل در جوشکاری لیزر
نازل جوش لیزری یکی از اجزای اساسی در فرایند جوشکاری با استفاده از لیزر است. این نوع نازل‌ها برای تمرکز انرژی لیزر به نقطه جوش و ایجاد جوش در قطعات فلزی استفاده می‌شوند. نازل جوش لیزری عموماً از مواد مقاوم به حرارت و انرژی مانند کربید و ولفرام (tungsten carbide) یا کربن مانند گرافیت ساخته می‌شوند.این نازل‌ها علاوه بر تمرکز انرژی لیزر بهنقطه جوش، برای کنترل اندازه و شکل ناحیه جوشنیز استفاده می‌شود. اندازه و شکل نازل جوش لیزری می‌تواند بر توزیع حرارت و عمق جوش تأثیرگذار باشد.

مزایای دستگاه جوشکاری لیزری

از مزایای قابل توجه دستگاه جوش لیزری این است که جوش هایی با کیفیت بالا تولید می کند .به همین خاطر جوشکاری لیزری ،جوش باریکتر و عمیق تری نسبت به روشهای دیگر جوشکاری ایجاد می‌کند و پیوند قوی تری بین دو قطعه فلز ایجاد می کند و می تواند در برابر دمای شدید و محیط های سخت مقاومت بیشتری داشته باشد.
ضرورت استفاده از دستگاه جوشکاری لیزری

استفاده از دستگاه جوش لیزری  مدل لیزر فیبری در صنایع مختلف نقش بسیار مهمی را ایفا می‌کند و برخی از ضرورت‌های استفاده از دستگاه جوش لیزرفیبری را  می‌توان به شرح زیر بیان کرد:

1. دقت و کیفیت: دستگاه جوش لیزری به عنوان یک روش پیشرفته جوشکاری، دارای دقت و کیفیت خوبی است که قادر است اتصالات دقیق، نازک و بدون نیاز به تماس مستقیم با قطعات را ایجاد کند همچنین باعث افزایش کیفیت و دوام اتصالات می‌شود.

2. سرعت و کارایی: دستگاه جوش لیزری به دلیل استفاده از پرتو لیزر، قابلیت جوشکاری سریعتر و کارایی بالاتر را ارائه می‌دهد. این روش برای تولید انبوه و کاربردهایی که نیاز به سرعت بالا دارند مناسب می‌باشد.

3. کنترل حرارتی: دستگاه جوش لیزری کنترل دقیق دما و انرژی مورد استفاده برای جوشکاری را فراهم می‌کند. این امر به کاهش تغییرات حرارتی و جلوگیری از تغییرات ساختاری در قطعات کمک می‌کند.

4. کاربرد چندمنظوره: دستگاه جوش لیزری برای جوش انواع مواد فلزی و غیرفلزی مانند فولاد، آلومینیوم  و... قابل است. این ویژگی آن را به یک ابزار چندمنظوره در صنایع مختلف تبدیل می‌کند...ادامه مطالب

انواع جوشکاری  لیزری

روش های اتصال فلزات را می توان به طور کلی به اتصال مکانیکی و اتصال متالورژیکی تقسیم کرد.
اتصال مکانیکی شامل پیچ و مهره، پرچ، درزبندی، اتصالات کوچک و تاشو است که همگی با استفاده از انرژی مکانیکی به قطعات کار می‌پیوندند.اتصالات متالورژیکی شامل "جوشکاری ذوبی"، "جوشکاری تحت فشار" و "لحیم کاری" است که به ترتیب از انرژی های مختلفی استفاده می کنند.اتصال شیمیایی نیز وجود دارد که از چسب استفاده می کند.هر روش اتصال مزایا و معایبی دارد. برای اطمینان از اتصال کارآمد، باید روش مناسب را مطابق بامواد و شرایط اتصال انتخاب کنید....ادامه مطالب

مواد قابل جوشکاری با دستگاه جوش لیزری

•  فولاد کربینی
• استیل
• گالوانیزه
• فولاد ضد زنگ

• آلمینیوم
• تیتانیوم
• مس 
• نیکل

انواع روش های جوشکاری که قابل انجام است:

• جوش لب به لب 
• جوش نقطه ای
• جوش درز
• جوش فیتیله ای
• جوش جهت همپوشانی 

ایمنی های لازم جهت  استفاده از دستگاه جوش لیزری

استفاده از دستگاه جوش لیزری (Laser Welding Machine) به دلیل پرتوهای  پرانرژی لیزر، خطرات بالقوهای برای کاربر و محیط کار دارد. 

رعایت نکات  ایمنی زیر برای جلوگیری از آسیبهای جانی و مالی ضروری است: 

 ۱. محافظت فردی (PPE - Personal Protective Equipment)
- عینک محافظ لیزر (Laser Safety Goggles)
  - استفاده از عینک مخصوص با طول موج متناسب با لیزر دستگاه (مثلاً ۱۰۶۴ نانومتر برای لیزرهای ND:YAG یا فایبر).    
 - عینک باید استاندارد EN 207 یا ANSI Z136.1 را داشته باشد.  
 - دستکش و لباس محافظ    
- استفاده از دستکش و لباس ضد حریق (Fire-Resistant) برای جلوگیری از سوختگی.    
- پوشیدن لباس با آستین بلند و غیر بازتابنده (ترجیحاً رنگ روشن).  
- ماسک تنفسی: در صورت تولید دود یا گازهای سمی (مثلاً از فلزات تبخیرشده).  
۲. ایمنی محیط کار - محیط کنترلشده:    
- نصب دستگاه در محیطی با تهویه مناسب برای دفع گازها و ذرات معلق.    
- استفاده از هود تخلیه دود (Fume Extractor) در صورت نیاز  
- نشانهگذاری خطر  
- نصب تابلو "خطر پرتو لیزر" و محدود کردن دسترسی افراد غیرمجاز.    
- تعیین محدوده No-Entry Zone برای جلوگیری از مواجهه با پرتو.  
- کفپوش و میز کار غیراشتعالزا    
- استفاده از میز و کفپوش نسوز برای جلوگیری از آتشسوزی.  
۳. ایمنی دستگاه - بررسی دستگاه قبل از استفاده:     
- اطمینان از سالم بودن سیستم خنککننده (آب یا هوا).    
- بررسی دقیق کابلها و اتصالات الکتریکی.  
-اضطراری (Emergency Stop):    
 - اطمینان از دسترسی آسان به کلید قطع اضطراری.  
- محافظت از پرتوهای بازتابند:    
- استفاده از محافظهای فیزیکی (Barriers) برای جلوگیری از پراکندگی پرتو.    
- اجتناب از جوشکاری نزدیک سطوح بازتابنده (مانند فلزات صیقلی).   

۴. اقدامات احتیاطی حین کار
 - عدم استفاده از فلزات قابل اشتعال (مانند منیزیم) بدون محافظت اضافی.  
- خاموش کردن لیزر در زمان تنظیم کار (از حالت Standby استفاده نشود).  
- اجتناب از تماس مستقیم با پرتو حتی اگر دستگاه در حالت کمتوان است.  
 ۵. آموزش و پروتکلهای اضطراری - آموزش اپراتورها درباره خطرات لیزر و روشهای ایمنی.  
- وجود کپسول آتشنشانی (CO۲ یا پودری) در نزدیکی دستگاه.  
 - بررسی دورهای دستگاه توسط تکنسینهای مجاز.  
۶. استانداردهای مرجع - رعایت استانداردهای بینالمللی مانند:    
 - ANSI Z136.1 (ایمنی لیزر در آمریکا)    
 - IEC 60825-1 (ایمنی لیزر در اروپا)    
- OSHA (برای محیطهای صنعتی)  
صورت رعایت این موارد، خطرات استفاده از دستگاه جوش لیزری به حداقل میرسد. در صورت بروز حادثه (مانند تماس پرتو با چشم یا پوست)،