טכנולוגיית חיבור לייזר, או טכנולוגיית ריתוך לייזר, משתמשת בקרן לייזר בעוצמה גבוהה כדי למקד ולווסת את הקרינה של משטח החומר, ומשטח החומר סופג את אנרגיית הלייזר וממיר אותה לאנרגיית חום, מה שגורם לחומר להתחמם ולהמס , ולאחר מכן קירור והתמצקות כדי להשיג חיבור של חומרים הומוגניים או לא דומים.תהליך ריתוך הלייזר דורש צפיפות כוח לייזר של 104עד 108W/cm2.בהשוואה לשיטות ריתוך מסורתיות, לריתוך בלייזר יש את היתרונות הבאים.
טכנולוגיית חיבור לייזר, או טכנולוגיית ריתוך לייזר, משתמשת בקרן לייזר בעוצמה גבוהה כדי למקד ולווסת את הקרינה של משטח החומר, ומשטח החומר סופג את אנרגיית הלייזר וממיר אותה לאנרגיית חום, מה שגורם לחומר להתחמם ולהמס , ולאחר מכן קירור והתמצקות כדי להשיג חיבור של חומרים הומוגניים או לא דומים.תהליך ריתוך הלייזר דורש צפיפות כוח לייזר של 104עד 108W/cm2.בהשוואה לשיטות ריתוך מסורתיות, לריתוך בלייזר יש את היתרונות הבאים.
ענן פלזמה אחד, 2 חומר נמס, 3 חור מפתח, 4 עומקי היתוך
עקב קיומו של חור המנעול, קרן הלייזר, לאחר הקרנת פנים חור המנעול, תגביר את ספיגת הלייזר בחומר ותקדם את היווצרות הבריכה המותכת לאחר פיזור והשפעות נוספות, משווים בין שתי שיטות הריתוך כדלהלן.
האיור לעיל נותן את תהליך ריתוך הלייזר מאותו חומר ומאותו מקור אור, מנגנון המרת האנרגיה נעשה רק דרך חור המנעול, חור המנעול והמתכת המותכת ליד דופן החור נעים עם התקדמות קרן הלייזר, המתכת המותכת מרחיקה את חור המנעול מהאוויר שנותר מאחור למילוי ולאחר עיבוי, ויוצרת תפר ריתוך.
אם החומר לריתוך הוא מתכת לא דומה, לקיומם של הבדלים בתכונות התרמיות תהיה השפעה רבה על תהליך הריתוך, כגון הבדלים בנקודות התכה, מוליכות תרמית, קיבולת חום ספציפית ומקדמי התפשטות של חומרים שונים, וכתוצאה מכך. בלחץ ריתוך, עיוות ריתוך ושינויים בתנאי ההתגבשות של מתכת המפרק המרותכת, הגורמים לירידה בתכונות המכניות של הריתוך.
לכן, על פי המאפיינים השונים של סצנת הריתוך, תהליך הריתוך פיתח ריתוך מילוי בלייזר, הלחמת לייזר, ריתוך לייזר כפול, ריתוך לייזר מורכב וכו'.
ריתוך מילוי חוטי לייזר
בתהליך ריתוך הלייזר של אלומיניום, טיטניום וסגסוגות נחושת, בשל הספיגה הנמוכה של אור לייזר (<10%) בחומרים אלו, לפלזמה שנוצרת בצילום יש מיגון מסוים של אור הלייזר, כך שקל ליצור ניתזים להוביל ליצירת פגמים כגון נקבוביות וסדקים.בנוסף, איכות הריתוך מושפעת גם כאשר הפער בין חלקי העבודה גדול מקוטר הנקודה במהלך התזת צלחת דקה.
בפתרון הבעיות הנ"ל, ניתן להשיג תוצאת ריתוך טובה יותר על ידי שימוש בשיטת חומר המילוי.חומר המילוי יכול להיות חוט או אבקה, או שניתן להשתמש בשיטת מילוי מוגדרת מראש.בשל הנקודה הממוקדת הקטן, הריתוך הופך צר יותר ובעל צורה קמורה מעט על פני השטח לאחר מריחת חומר המילוי.
הלחמת לייזר
בניגוד לריתוך היתוך, הממיס שני חלקים מרותכים בו זמנית, הלחמה מוסיפה חומר מילוי עם נקודת התכה נמוכה יותר מחומר הבסיס למשטח הריתוך, ממיס את חומר המילוי כדי למלא את הרווח בטמפרטורה נמוכה מההתכה של חומר הבסיס. נקודה ומעלה מנקודת ההיתוך של חומר המילוי, ולאחר מכן מתעבה ליצירת ריתוך מוצק.
הלחמה מתאימה למכשירים מיקרואלקטרוניים רגישים לחום, לוחות דקים וחומרים מתכתיים נדיפים.
יתר על כן, ניתן לסווג זאת כהלחמה רכה (<450 מעלות צלזיוס) והלחמה קשה (>450 מעלות צלזיוס) בהתאם לטמפרטורה שבה חומר ההלחמה מחומם.
ריתוך לייזר כפול קרן
ריתוך עם קרן כפולה מאפשר שליטה גמישה ונוחה על זמן ומיקום הקרנת הלייזר, ובכך התאמת חלוקת האנרגיה.
הוא משמש בעיקר לריתוך לייזר של סגסוגות אלומיניום ומגנזיום, ריתוך לוחות שחבור ולוחיות למכוניות, הלחמת לייזר וריתוך היתוך עמוק.
את הקרן הכפולה ניתן להשיג על ידי שני לייזרים עצמאיים או על ידי פיצול קרן עם מפצל קרן.
שתי הקרנות יכולות להיות שילוב של לייזרים בעלי מאפייני תחום זמן שונים (פולסים לעומת רציפים), אורכי גל שונים (אמצע אינפרא אדום לעומת אורכי גל גלויים) והספקים שונים, שניתן לבחור בהתאם לחומר המעובד בפועל.
4. ריתוך מרוכב בלייזר
בשל השימוש בקרן לייזר כמקור החום היחיד, לריתוך לייזר מקור חום יחיד יש שיעור המרת אנרגיה וקצב ניצול נמוך, ממשק יציאת חומר הבסיס לריתוך קל לייצר חוסר יישור, קל לייצר נקבוביות וסדקים וחסרונות אחרים, על מנת לפתור בעיה זו, אתה יכול להשתמש במאפייני החימום של מקורות חום אחרים כדי לשפר את חימום הלייזר על חומר העבודה, הנקרא בדרך כלל ריתוך מרוכב בלייזר.
הצורה העיקרית של ריתוך מרוכב בלייזר היא ריתוך מרוכב של לייזר וקשת חשמלית, אפקט 1 + 1 > 2 הוא כדלקמן.
לאחר קרן הלייזר ליד הקשת המופעלת,צפיפות האלקטרונים מופחתת באופן משמעותי, ענן הפלזמה שנוצר על ידי ריתוך הלייזר מדולל, אשריכול לשפר מאוד את קצב ספיגת הלייזר, בעוד שהקשת על חימום חומר הבסיס יגדיל עוד יותר את קצב הספיגה של הלייזר.
2. ניצול האנרגיה הגבוה של הקשת והסך הכלניצול האנרגיה יוגדל.
3, אזור הפעולה של ריתוך הלייזר קטן, קל לגרום לאי-יישור של יציאת הריתוך, בעוד שהפעולה התרמית של הקשת גדולה, מה שיכוללהפחית את חוסר היישור של יציאת הריתוך.במקביל, האיכות הריתוך והיעילות של הקשת משתפריםבשל השפעת המיקוד וההנחיה של קרן הלייזר על הקשת.
4, ריתוך לייזר עם טמפרטורת שיא גבוהה, אזור גדול מושפע חום, מהירות קירור והתמצקות מהירה, קל ליצור סדקים ונקבוביות;בעוד שהאזור המושפע מהחום של הקשת קטן, מה שיכול להפחית את שיפוע הטמפרטורה, הקירור, מהירות ההתמצקות,יכול להפחית ולחסל את יצירת הנקבוביות והסדקים.
ישנן שתי צורות נפוצות של ריתוך מרוכב בלייזר-קשת: ריתוך מרוכב בלייזר-TIG (כמתואר להלן) וריתוך מרוכב בלייזר-MIG.
ישנן גם צורות אחרות של ריתוך כגון לייזר וקשת פלזמה, לייזר וריתוך תרכובת מקור חום אינדוקטיבי.
על MavenLaser
Maven Laser היא מובילת יישומי תיעוש הלייזר בסין והספקית הסמכותית של פתרונות עיבוד לייזר גלובליים.אנו תופסים לעומק את מגמת ההתפתחות של תעשיית הייצור, מעשירים ללא הרף את המוצרים והפתרונות שלנו, מתעקשים לחקור את השילוב של אוטומציה, מידע ומודיעין עם תעשיית הייצור, מספקים ציוד ריתוך לייזר, ציוד לסימון לייזר, ציוד לניקוי לייזר ותכשיטי זהב וכסף בלייזר ציוד חיתוך לתעשיות שונות כולל סדרות הספק מלא, ולהרחיב באופן רציף את השפעתנו בתחום ציוד הלייזר.
זמן פרסום: 13 בינואר 2023
