جوش لیزری در صنعت خودرو سازی

کاربردهای جوشکاری لیزر و چرا جوشکاری لیزر می تواند بهترین انتخاب در صنعت خودرو سازی باشد؟

در صنعت خودروسازی، استفاده از جوش لیزریدر تولید کاربرد زیادی دارد. در حال حاضر برای بسیاری از کاربردهای خودرو، از جمله جوشکاری در مقیاس بزرگ قاب بدنه (بدنه به رنگ سفید)، قاب درها، صندوق عقب، کاپوت خودرو، و شاسی رایج است. و همچنین جوش لیزری برای چراغ های جلو و عقب و محفظه های الکترونیکی استفاده می شود.
گاهی اوقاتجوشهای داخلی خودرو بسیار کوچک هستند، جوش لیزرینیز به طور گسترده برای جوشکاری فلزات بسیاری از اجزای فرعی از جمله آغازگرهای کیسه هوا استفاده می شود. سیم پیچ،سیم پیچ موتور؛ اتصالات نوار به نوار باتری برای وسایل الکترونیکی خودرو. و اتصالات الکتریکی در یک ساختمان خودرو استفاده می شود.

در گذشته، جوشکاری برای این کاربردها با استفاده از انواع فن‌آوری‌های دیگر از جمله جوشکاری مقاومتی (RW)، گاز خنثی تنگستن (TIG یا GTAW) و گاز بی‌اثر فلزی (MIG یا GMAW) به دست آمده است. لیزرها جای این فناوری‌ها را در بسیاری از کاربردهایجوشکاری خودرو می‌گیرند، عمدتاً به این دلیل که این فرآیند گرمای کمتری را منتقل می‌کند و در نتیجه گرمای موضعی‌تر با ناحیه تحت تأثیر حرارت کوچکتر (HAZ) ایجاد می‌کند. علاوه بر این، با حرکت صنعت خودرو به سمت مواد سبک‌تر و رساناتر، جوشکاری با لیزر آسان‌تر از جوشکاری مقاومتی (RW) است. از آنجایی که جوش لیزری گرمای موضعی می دهد، اپراتورها می توانند قطعات کوچکتر را بررسی کنند. دسترسی بهتر و محدودیت‌های کمتر برای قطعات، انعطاف‌پذیری طراحی را افزایش می‌دهد و رویکردهایی را ممکن می‌سازد که ممکن است با تکنیک‌های دیگر امکان‌پذیر نبوده باشند.
در نهایت، سایر روش‌های جوشکاری ممکن است آثار جوش قابل رویت را روی برخی از قطعات باقی بگذارند که از نظر طراحی یا زیبایی می‌تواند نگران‌کننده باشد. با لیزر، گرمای زیادی وجود ندارد و یکی از آن ها نشانه گرمایی زیادی ارائه نمی کند، که انعطاف پذیری طراحی را تا حد زیادی افزایش می دهد.

روندهایی که  بیشترین تاثیر را بر جوشکاری لیزری در بازار خودرو دارند:
امروزه بزرگ‌ترین روند، برقی‌سازی موتورها است که با افزایش تعداد خودروهای هیبریدی و تمام الکتریکی در خیابان‌های امروزی نشان می‌دهد. این وسایل نقلیه نیاز به جوشکاری اجزای موتور الکتریکی از جمله اتصالات پیشرانه و سنجاق سر استاتور دارند. جوشکاریباتری و اتصالات باتری از کاربردهای کلیدی در برق رسانی خودرو هستند. جوشکاری برای ایجاد سلول باتری، اتصال سلول ها برای ایجاد یک ماژول یا بسته، و گاهی اوقات اتصال ماژول ها برای ایجاد یک مجموعه باتری کامل مورد نیاز است.اتصالات در تولید موتور الکتریکی و بسته باتری معمولاً از مواد رسانا ساخته می شوند که جوش لیزری برای آنها مناسب است. علاوه بر این، اتصالات جوش نیازمند استحکام بالا، رسانایی بالا و قابلیت اطمینان بالا در شرایط نامطلوب هستند، به این معنی که این جوش ها باید این معیارها را داشته باشند و قابل ردیابی باشند.

در نهایت، فناوری جوش لیزری برای خطوط تولید با سرعت بالا، به ویژه لیزرهای فیبری که فاقد مواد مصرفی و بدون کاهش توان هستند، مناسب می باشند. این لیزرها ستون فقرات خطوط جدید تولید خودرو را تشکیل می دهند.

چه تجهیزات و فناوری جوش لیزری برای کاربردهای خودرو استفاده می شود و مزایا و معایب گزینه های تکنولوژی/تجهیزات فعلی چیست؟
انواع فناوری‌های لیزری مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله گارنت آلومینیم ایتریم با نئودیمیوم پالسی (Nd:YAG) برای اجزای کوچک، جوش‌های نقطه‌ای و جوش‌های درز. لیزرهای دیود مستقیم آبی؛ لیزر فیبر؛ و لیزرهای دیسک پالسی.
لیزرهای فیبر اخیراً جایگاه بیشتری پیدا کرده اند و کاربردهای گسترده ای در صنعت خودرو سازی  را به خود اختصاص داده اند. یک لیزر فیبر در داخل یک فیبر شیشه ای دوپینگ انعطاف پذیر تولید می شود که معمولاً 10 تا 30 فوت طول دارد و قطر هستهفیبربین 10 تا 50 میکرون است. ایتربیوم به عنوان عنصر دوپینگ استفاده می شود زیرا راندمان تبدیل خوب و طول موج خروجی نزدیک به 1 میکرون را فراهم می کند که به خوبی با اجزای تحویل لیزر موجود مطابقت دارد. فیبر برای کاربردهایی که از چند وات تا ده ها کیلووات نیاز دارند، در دسترس است.از دیگر وجه تمایز لیزر فیبری جابجایی، و طول عمر (اگر با استفاده نادرست آسیب نبیند)آن ها می باشد.
 فیبرها همچنین مقرون به صرفه و نسبتاً ارزان برای کار در کف کارخانه هستند زیرا آنها به اندازه لیزر YAG یا دیسک پالسی برق نمی کشند.