مقدمة:
اللحام بالليزر هو تقنية لحام متقدمة بشعاع عالي الطاقة. يتميز بكثافة طاقة مصدر الحرارة العالية وسرعة اللحام السريعة وتشوه اللحام الصغير. عملية اللحام سهلة لتحقيق التكامل والأتمتة والمرونة.
تُستخدم آلات اللحام بالليزر على نطاق واسع في المعالجة الصناعية وتحل محل طرق اللحام التقليدية تدريجيًا. إذن، ما هي استخدامات اللحام بالليزر؟
ما هي استخدامات اللحام بالليزر؟
في الوقت الحاضر، يتم استخدام تقنية اللحام بالليزر على نطاق واسع في مختلف مجالات الصناعة.
1. بطارية الطاقة الجديدة
يمكن تطبيقه على توصيلات خلايا البطارية المربعة والأسطوانية والناعمة ولحام التغليف الخارجي. يتم تفكيك حزمة البطارية باستخدام آلة وضع العلامات بالليزر.
2. الأجهزة المنزلية
يتم استخدامه على نطاق واسع في الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والحديد والمعادن والبلاستيك وغيرها من المواد. يستخدم بشكل أساسي في الغسالات والثلاجات ومكيفات الهواء وغيرها من صناعات الأجهزة المنزلية.
3. صناعة السيارات
يمكن استخدام تقنية الليزر في قطع ولحام الأجزاء بالليزر في صناعة السيارات، مثل أقراص السيارات والصمامات وحلقات المكبس وحشيات الأسطوانات وأنابيب العادم والمرشحات ومولدات الوسائد الهوائية للسيارات وما إلى ذلك.
4. المعدات الإلكترونية
تعد معالجة الليزر طريقة معالجة غير تلامسية لا تنتج بثقًا ميكانيكيًا. وهي مناسبة بشكل خاص للمعالجة في صناعة الإلكترونيات، مثل اللحام بالليزر ووضع العلامات بالليزر على المحولات وموصلات الألياف الضوئية وأجهزة الاستشعار والمفاتيح وما إلى ذلك.
5. صناعة المجوهرات
تُستخدم آلات لحام الليزر للمجوهرات بشكل أساسي لملء الثقوب ولحام الثقوب وإصلاح اللحام للمجوهرات الذهبية والفضية.
6. صناعة القوالب
نظرًا لدقتها وتأثيرها الصغير على المواد، فإن اللحام بالليزر مناسب لصناعات تصنيع القوالب والآلات عالية الدقة. مثل الإصلاح الدقيق للقوالب البلاستيكية، وقوالب المطاط، وقوالب الختم، وقوالب الصب، وقوالب التشكيل، وقوالب سحب الأسلاك.
مميزات اللحام بالليزر
1. مجموعة واسعة من التطبيقات
لقد تم استخدامه على نطاق واسع في صناعات السيارات والصلب والفضاء والإلكترونيات والمواد الكيميائية والآلات وغيرها من الصناعات. بالمقارنة مع اللحام التقليدي، يمكن لحام الليزر لحام مواد ومنتجات مثل الفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك الألومنيوم والمنتجات الرقمية وما إلى ذلك.
2. كثافة الطاقة العالية
قطر النقطة البؤرية صغير جدًا بعد تركيز شعاع الليزر عالي الطاقة. كثافة الطاقة عالية، تصل إلى 105 – 108 واط/سم2، وهو أعلى بعدة مرات من اللحام بالقوس. يمكنه لحام مواد ذات صلابة عالية وهشاشة عالية ونقطة انصهار عالية وقوة عالية.
3. جودة اللحام العالية
يمكن الحصول على عمق لحام أكبر من خلال تأثير الفتحة الصغيرة أثناء اللحام. يتميز خط اللحام ببنية كثيفة وقوة عالية.
4. تشوه المواد الصغيرة
تتميز عملية اللحام بالليزر بسرعات تسخين وتبريد عالية للغاية. كما أن سرعة تبلورها أعلى بعشرات المرات من سرعة اللحام بالاندماج العام. كما أن المنطقة المتأثرة بالحرارة صغيرة، وتشوه المادة صغير، ولا يتطلب الأمر معالجة لاحقة.
5. يمكن لحام المواد المختلفة
يمكنه لحام مواد معدنية مختلفة أو متشابهة ذات نقاط انصهار عالية وموصلية حرارية عالية واختلافات كبيرة في الخصائص الفيزيائية.
6. المعالجة بدون تلامس
لا توجد مشاكل مثل فقدان الأدوات واستبدالها، وتوفير الطاقة، وعدم التلوث.
7. طرق اللحام المرنة
شعاع الليزر سهل التوجيه ويمكن تحويله في اتجاهات مختلفة. يمكن التحكم في طاقة شعاع الليزر بدقة. وسرعة الحركة قابلة للتعديل. عند دمجه مع CAD/CAM أو الروبوتات، يمكنه تكوين نظام معالجة ليزر متعدد الوظائف بسرعة لحام سريعة وكفاءة عالية وأتمتة سهلة.
تطوير تقنيات اللحام بالليزر
مع تقدم العصر، تتطور تقنية اللحام بالليزر باستمرار. ستساعد التقنيات التالية في توسيع نطاق التطبيق وتحسين مستوى التحكم التلقائي.
1. لحام الليزر للأسلاك المملوءة
لا يملأ اللحام بالليزر عمومًا سلك اللحام. تكون فجوة التجميع في اللحام عالية جدًا، وهو ما يصعب ضمانه أحيانًا في الإنتاج الفعلي. يمكن أن يؤدي استخدام اللحام بالليزر لسلك الحشو إلى تقليل متطلبات فجوة التجميع بشكل كبير. على سبيل المثال، إذا لم يتم استخدام سلك حشو للوحة سبائك الألومنيوم بسمك 2 مم، فيجب أن تكون الفجوة بين اللوحات صفرًا للحصول على تشكيل جيد.
2. لحام الليزر الدوراني
يمكن أن يؤدي تدوير شعاع الليزر للحام أيضًا إلى تقليل متطلبات تجميع اللحام وتمركز الشعاع بشكل كبير. على سبيل المثال، عند توصيل ألواح الفولاذ السبائكي عالية القوة بسمك 2 مم، يُسمح بزيادة الفجوة بين اللحامات من 0.14 مم إلى 0.25 مم، بينما بالنسبة للألواح بسمك 4 مم، يُسمح بزيادة الفجوة من 0.23 مم إلى 0.30 مم. يتم زيادة الخطأ المسموح به في محاذاة مركز الشعاع ومركز اللحام من 0.25 مم إلى 0.5 مم.
3. الكشف عن جودة اللحام بالليزر والتحكم فيها عبر الإنترنت
لقد أصبح استخدام ضوء البلازما والصوت وإشارات الشحنة للكشف عن عملية اللحام بالليزر موضوعًا بحثيًا ساخنًا في الداخل والخارج مؤخرًا. وقد وصلت بعض نتائج البحث إلى مستوى التحكم في الحلقة المغلقة.
خاتمة:
بفضل طريقة تركيز الشعاع عالي الطاقة، يمكن أن يحقق اللحام بالليزر اختراقًا عميقًا ولحامًا سريعًا. ومن الصعب تحقيق ذلك في عمليات اللحام الأخرى أثناء عملية اللحام. وقد أثبتت الممارسة أن اللحام بالليزر له مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعة المعالجة.