ריתוך היברידי בקשת לייזרg היא שיטת ריתוך לייזר המשלבת קרן לייזר וקשת לייזר לריתוך. השילוב של קרן לייזר וקשת לייזר מדגים באופן מלא את השיפור המשמעותי במהירות הריתוך, עומק החדירה ויציבות התהליך. מאז סוף שנות ה-80, הפיתוח המתמשך של לייזרים בעלי עוצמה גבוהה קידם את פיתוח טכנולוגיית ריתוך היברידית בקשת לייזר. נושאים כמו עובי החומר, החזרת החומר ויכולת גישור על פערים אינם עוד מכשולים לטכנולוגיית הריתוך. היא שימשה בהצלחה בריתוך של חלקי חומר בעובי בינוני.
טכנולוגיית ריתוך היברידית בקשת לייזר
בתהליך ריתוך היברידי בקשת לייזר, קרן הלייזר והקשת פועלות יחד בבריכה מותכת משותפת כדי לייצר ריתוכים צרים ועמוקים, ובכך לשפר את הפרודוקטיביות, כפי שמוצג באיור 1.
איור 1 סכימת תהליך ריתוך היברידי בקשת לייזר
עקרונות בסיסיים של ריתוך היברידי בקשת לייזר
ריתוך בלייזר ידוע באזור הצר מאוד שלו המושפע מחום, וניתן למקד את קרן הלייזר שלו על שטח קטן כדי לייצר ריתוכים צרים ועמוקים, מה שיכול להשיג מהירויות ריתוך גבוהות יותר, ובכך להפחית את כניסת החום ולהפחית את הסיכוי לעיוות תרמי של חלקים מרותכים. עם זאת, לריתוך בלייזר יכולת גישור פערים ירודה, ולכן נדרש דיוק גבוה בהרכבת חומר העבודה ובהכנת הקצוות. ריתוך בלייזר קשה מאוד לריתוך חומרים בעלי רפלקטיביות גבוהה כמו אלומיניום, נחושת וזהב. לעומת זאת, לתהליך ריתוך בקשת יש יכולת גישור פערים מצוינת, יעילות חשמלית גבוהה, והוא יכול לרתך ביעילות חומרים בעלי רפלקטיביות גבוהה. עם זאת, צפיפות האנרגיה הנמוכה במהלך ריתוך בקשת מאטה את תהליך הריתוך, וכתוצאה מכך כמות גדולה של כניסת חום באזור הריתוך וגורמת לעיוות תרמי של חלקים מרותכים. לכן, השימוש בקרן לייזר בעלת עוצמה גבוהה לריתוך חדירה עמוקה והסינרגיה של קשת בעלת יעילות אנרגיה גבוהה, שהאפקט ההיברידי שלה מפצה על חסרונות התהליך ומשלים את יתרונותיו, כפי שמוצג באיור 2.
החסרונות של ריתוך בלייזר הם יכולת גישור ירודה על פערים ודרישות גבוהות להרכבת חומר העבודה; החסרונות של ריתוך בקשת הם צפיפות אנרגיה נמוכה ועומק התכה רדוד בעת ריתוך לוחות עבים, מה שיוצר כמות גדולה של קלט חום באזור הריתוך וגורם לעיוות תרמי של החלקים המרותכים. השילוב של השניים יכול להשפיע ולתמוך זה בזה ולפצות על הפגמים בתהליך הריתוך זה של זה, תוך מתן מלוא היתרונות של התכה עמוקה בלייזר וכיסוי ריתוך בקשת, תוך השגת היתרונות של קלט חום קטן, עיוות ריתוך קטן, מהירות ריתוך מהירה וחוזק ריתוך גבוה, כפי שמוצג באיור 3. ההשוואה בין השפעות ריתוך בלייזר, ריתוך בקשת וריתוך היברידי בקשת בלייזר על לוחות בינוניים ועבים מוצגת בטבלה 1.
טבלה 1 השוואה בין אפקטי ריתוך של לוחות בינוניים ועבים
איור 3 דיאגרמת תהליך ריתוך היברידי בקשת לייזר
מקרה ריתוך היברידי בקשת מיינבלייזר
ציוד ריתוך היברידי בקשת של Mavenlaser מורכב בעיקר מ-זרוע רובוטיתלייזר, צ'ילר, אראש ריתוך, מקור כוח לריתוך קשת וכו', כפי שמוצג באיור 4.
תחומי יישום ומגמות פיתוח של ריתוך היברידי בקשת לייזר
שדות יישום
עם התבגרות טכנולוגיית הלייזר בעלת ההספק הגבוה, ריתוך היברידי בקשת לייזר נמצא בשימוש נרחב בתחומים שונים. יש לו יתרונות של יעילות ריתוך גבוהה, סבילות פער גבוהה וחדירה עמוקה לריתוך. זוהי שיטת הריתוך המועדפת עבור לוחות בינוניים ועבים. זוהי גם שיטת ריתוך שיכולה להחליף ריתוך מסורתי בתחום ייצור ציוד בקנה מידה גדול. היא נמצאת בשימוש נרחב בתחומים תעשייתיים כגון מכונות הנדסה, גשרים, מכולות, צינורות, ספינות, מבני פלדה ותעשייה כבדה.
זמן פרסום: 07 ביוני 2024
