جوشکاری فرآیندی است که از یک منبع انرژی بالا و حرارت موضعی برای ذوب کردن دو یا چند ماده عموماً یکسان به یکدیگر استفاده می‌کند تا یک اتصال ماده بومی با بهترین خواص ممکن ایجاد شود. طیف وسیعی از روش‌ها توسعه یافته است، با تمرکز فزاینده بر سیستم‌های قوس الکتریکی. اکثر این روش‌ها از مصرف مداوم سیم جوش برای کمک به ذوب و انتقال قوس از یک نوک قربانی شونده استفاده می‌کنند.جوشکاری MIG (گاز محافظ فلزی) از یک گاز محافظ بی‌اثر و یک الکترود سیم جوش تغذیه شونده مداوم استفاده می‌کند. در حالی که هر دو روش جوشکاری MIG و لیزری از گاز محافظ استفاده می‌کنند، جوشکاری لیزری به جای قوس الکتریکی، بر پرتو لیزر متمرکز تکیه دارد و اغلب به فلز پرکننده نیاز ندارد. جوشکاری لیزری بدون سیم جوش به خوبی کار می‌کند، در مواردی که هندسه اتصال و خواص مواد اجازه دهند.
“معمولا، زمانی که دقت و زیبایی شناسی اهمیت بالایی دارد، جوشکاری لیزر را به جای جوشکاری MIG انتخاب می کنم. جوشکاری لیزری ناحیه جوش کوچکتر و کنترل شده تری را با حداقل اعوجاج ایجاد می کند. در حالی که جوشکاری MIG و TIG بیشتر در جوشکاری های بزرگ استفاده می شود.” منبع معتبر
مزایای جوشکاری لیزر در مقایسه با جوشکاری MIG چیست؟
مزایای جوشکاری لیزری
جوشکاری لیزری مزایای واضح مختلفی را نسبت به روش‌های جوشکاری سنتی با گاز، قوس الکتریکی و شیمیایی ارائه می‌کند، از جمله: پردازش دقیق و کاملاً کنترل‌شده: لیزر را می‌توان به دقت متمرکز کرد که امکان گرمایش دقیق و شدید را فراهم می‌کند و کنترل دقیق عمق و عرض جوش را فراهم می‌کند. (0 تا 100 دستگاه جوش لیزری)
- کیفیت جوش: جوشکاری لیزری، زمانی که به خوبی اجرا شود، اتصالاتی با استحکام مواد اولیه، یکپارچگی خوب، بدون آخال یا تخلخل و نیاز کمتری به بهبود پس از جوش ایجاد می کند.
- محدوده مواد همه کاره: این فناوری با طیف وسیعی از مواد سازگار است، اگرچه برخی از جفت‌های فلزی غیرمشابه به لایه‌های میانی یا تکنیک‌های تخصصی برای جلوگیری از فازهای بین‌فلزی شکننده نیاز دارند.
- سرعت و سود هزینه: جوشکاری لیزری از نظر عملیاتی سریع و بسیار کارآمد است و به افزایش بهره وری و کاهش هزینه های تولید کمک می کند.
- جوشکاری بدون تماس: از آنجایی که هیچ سخت افزاری هرگز مواد در حال جوش را لمس نمی کند، خطر آلودگی یا آسیب به ناحیه یا تجهیزات جوش وجود ندارد.
- اتوماسیون و یکپارچه سازی سیستم: ماژول های جوشکاری لیزری قابل ادغام در سیستم های تولیدی هستند.
- انعطاف‌پذیری طراحی: با کاهش مشکلات سایر سیستم‌های اتصال، طراحان آزادند تا مسائل توسعه را با محدودیت‌های کمتری حل کنند.
مزایای جوشکاری MIG
جوشکاری MIG مزایای مختلفی را ارائه می دهد که آن را به روش غالب نسبت به سایر فرآیندهای جوش تبدیل کرده است. این موارد عبارتند از: سهولت استفاده: یادگیری و اجرای جوش MIG با استانداردهای خوبی نسبتاً آسان است و برای جوشکاران مبتدی و با تجربه مناسب است.
- بهره وری بالا: فرآیندی سریع و کم هزینه است.
- تطبیق پذیری: جوشکاری MIG برای بسیاری از فلزات و طیف گسترده ای از پیکربندی های اتصال، از جمله تمام جهت ها – از جمله سربار، قابل استفاده است.
- جوش های با کیفیت خوب: جوش های خوبی با ظاهر قابل قبول و کمترین پاشش ایجاد می کند.
- جوشکاری پیوسته: استفاده از سیم پرکننده قرقره ای در جوشکاری MIG جوشکاری مداوم را بدون نیاز به توقف و تعویض الکترودها امکان پذیر می سازد.این باعث کاهش زمان خرابی و افزایش راندمان کلی فرآیند می شود.
- اتوماسیون: جوشکاری MIG قابل اتوماسیون است و می تواند در سیستم های رباتیک ادغام شود.
- هزینه: این یک فرآیند جوشکاری مقرون به صرفه است، در مقایسه با سایر روش های جوشکاری، و بهره وری و راندمان بالای فرآیند هزینه های نیروی کار را محدود می کند.
معایب جوشکاری MIG
- استفاده محدود در فضای باز: گاز محافظ مورد استفاده در این فرآیند می تواند به راحتی با حرکت هوا مختل شود، که کیفیت جوش را به خطر می اندازد.
- پیچیدگی تجهیزات: تجهیزات جوشکاری MIG می تواند نسبتاً پیچیده باشد و به اجزای اضافی مانند منبع تغذیه، فیدر سیم، سیلندر گاز و گاز محافظ نیاز دارد.
- به طور خاص، تعمیر و نگهداری مشعل باری است که می تواند زمان «غیرمولد» بیشتری را به خود اختصاص دهد.
- مهارت و تکنیک: در حالی که انجام جوشکاری MIG تا سطح اولیه نسبتاً آسان است، نتایج عالی به مهارت و تجربه زیادی نیاز دارد.
دستگاه جوش لیزری و جوشکاری MIG چگونه کار می کنند؟
دستگاه جوش لیزری با استفاده از یک پرتو باریک، متمرکز و باریک از تابش برای القای حرارت برای ذوب و فیوز کردن اجزاء عمل می کند. این برای جوش های بسیار کوچک و کنترل شده مناسب است اما برای کارهای بزرگتر سازگار است. در زیر مراحل اولیه جوشکاری لیزری ذکر شده است:
- موادی را که باید جوش داده شوند با تمیز کردن و تراز کردن اتصالات برای اطمینان از تماس دقیق آماده کنید. این سطوح همچنین ممکن است از قبل گرم شده یا با مواد سرکوب کننده اکسیداسیون پوشانده شوند.
- یک منبع انرژی مناسب و منسجم، معمولاً یک لیزر فیبر ، یک پرتو پر انرژی ساطع می کند. پرتو انرژی با انتشار تحریک شده در محیط لیزر تولید می شود.
- پرتو ساطع شده از طریق یک مسیر تحویل آینه ها یا لوله های نور به مجموعه ای از لنز دستگاه لیزر، لنز محافظ لیزر می گذرد تا آن را در یک نقطه متمرکز کند و به انرژی ویژه بالایی (تمرکز انرژی در واحد سطح) دست یابد.
- اپتیک های تحویل پرتو، تابش را به محل شروع جوش می رساند. همانطور که انرژی متمرکز لیزر بر قطعات کار تأثیر می گذارد، گرمایش موضعی و ذوب سریع ناحیه اتصال حاصل می شود. دمای سطح پس از چند میلی ثانیه به نقطه جوش می رسد. قبل از تبخیر لایه سطحی دمای لایه های زیرین به نقطه ذوب می رسد که به راحتی می‌تواند یک جوش لیزری خوب را بین سطوح با دستگاه جوش لیزری فیبری ایجاد نماید.
فرآیند جوشکاری شامل مراحل معمولی جوش در تشکیل یک مهره قوی و با کیفیت بالا است که اتصال را ایجاد می کند، با تغییراتی که ناشی از جزئیات فرآیند است:
گاز، جریان قوس DC و تغذیه سیم شروع می شود. قطعه کار باید به زمین متصل شود و زمانی که سیم به اندازه کافی نزدیک می شود تا گاز را یونیزه کند، قوس وارد می شود و به جریان اجازه می دهد از شکاف عبور کند. قوس (با یا بدون شروع نرم) برخورد می کند و این بلافاصله یک حوضچه مذاب از پرکننده و قسمت های اتصال قطعه کار نزدیک به آن ایجاد می کند. قوس دمای محلی را افزایش می دهد و پرکننده اضافی را در استخر ذوب می کند. حرکت مشعل می تواند بر کیفیت جوش تأثیر بگذارد، اما حرکت خطی اغلب برای کاربردهای استاندارد جوشکاری MIG کافی است. جوش در امتداد خط اتصال پیشروی می کند و یک مهره ذوب شده از پرکننده را تشکیل می دهد که در قطعه کار ادغام می شود. در طول فرآیند جوشکاری MIG، اپراتور (یا به ندرت سیستم اتوماسیون) باید کنترل دقیق قدرت قوس، الگوی حرکت مشعل، سرعت، فاصله از قطعه کار و نرخ تغذیه پرکننده را حفظ کند. این عوامل به طور چشمگیری بر کیفیت و ویژگی های اتصال جوش تأثیر می گذارد.
دستگاه جوش لیزری و جوشکاری MIG اهمیت چقدر است؟
دستگاه جوش لیزری دستی و اتوماتیک در کاربردها و فرآیندهای تولید مختلف نقش حیاتی ایفا می‌کند و یکی یا چندتا از مزایای قابل توجه زیر را ارائه می‌دهد:
- جوش لیزری دقت و کنترل استثنایی را در هنگام راه‌اندازی حرفه‌ای به دست می‌آورد چون در سر هد دستگاه لیزر می توانید نازل های برای انواع جوش قرار می گیرد. این فرآیند بسیار دقیق است و کمترین ناحیه تحت تأثیر حرارت و انحراف را تولید می‌کند و پروفیل‌های جوش و اتصالات دقیقی ایجاد می‌کند.
این روش منعطف و قابل استفاده برای مواد مختلف، از جمله فلزات، آلیاژها و برخی پلاستیک‌ها، کامپوزیت‌ها و سرامیک‌ها است، به شرطی که تکنیک‌های خاصی به کار گرفته شوند. پیوند دادن مواد غیر مشابه با نقاط ذوب متفاوت امکان‌پذیر است، اگرچه بعضی از ترکیب‌های مواد به مراحل پردازش اضافی نیاز دارند. - این فرآیند سریع و کارآمد است و هنگامی که توسط تکنسین‌های ماهر راه‌اندازی شود، زمان چرخه‌ای کوتاه‌تر از روش‌های مشابه دارد.
- ماهیت کم حرارت و زباله‌زا بودن این فرآیند امکان یکپارچگی تمیز و ساده با تولید خودکار و رباتیک را فراهم می‌کند. سیستم‌های اپتیکی برای جوشکاری سریع و قابل تطبیق اتصالات پیچیده اجازه جایگزینی برای فرآیندهای بسیار پیچیده‌تر را می‌دهند.
- جوش لیزری به‌ویژه برای اتصال مواد و اجزای حساس مناسب است. طبیعت بدون تماس و حرارت کنترل‌شده آن به حداقل رساندن آسیب collateral (آسیب‌های ناخواستهٔ واردشده به افراد یا سازه‌ها گفته می‌شود) کمک می‌کند. این ویژگی جوش لیزری را برای کاربردها در صنایع الکترونیک، پزشکی و جواهرسازی ایده‌آل می‌سازد.
- جوش لیزری انعطاف‌پذیری بالایی در طراحی و پیکربندی اتصالات ارائه می‌دهد و امکان طراحی محصولات نوآورانه و ساده‌سازی فرآیندهای مونتاژ را فراهم می‌کند.
جوشکاری MIG یک فرآیند جوشکاری گسترده و مهم است که مزایای قابل توجهی دارد. معمولاً در کاربردهای متوسط تا سنگین استفاده می شود، اگرچه بخش های بسیار ضخیم ممکن است
- نیاز به جوشکاری چوبی یا جوشکاری زیر آب داشته باشند.
- برای اتصال قطعات، ساخت سازه ها، تعمیر ماشین آلات و موارد دیگر استفاده می شود.
- جوشکاری MIG ترکیبی از تطبیق پذیری، سرعت، سهولت استفاده و هزینه عملیاتی کم است تا راه حل های جوشکاری کارآمد و قابل اعتماد را برای طیف وسیعی از صنایع و کاربردها فراهم کند. (مقایسه دستگاه جوش لیزری با جوش سنتی (جوشکاری MIG,TIG))
در چه صنایعی دستگاه جوش لیزری و جوشکاری MIG استفاده می شود؟
دستگاه جوش لیزری در بخش‌های مختلف کاربرد پیدا می‌کند، از جمله:
- صنعت خودرو: برای اتصال پانل‌های بدنه، مونتاژ ساختارهای مونوکوک، ساخت سیستم‌ها و آب بندی مخازن سوخت استفاده می‌شود. بخش هوافضا: برای جوشکاری با دقت بالا در اجزای غیر سازه ای استفاده می شود.
- تجهیزات پزشکی و ایمپلنت: در ساخت وسایل پزشکی مانند ایمپلنت، ابزار جراحی و تجهیزات تشخیصی مفید است.
- ساخت وسایل الکترونیکی: در صنعت الکترونیک برای اتصالات کم وقفه اجزایی مانند اتصالات، باتری ها، سنسورها و میکروالکترونیک استفاده می شود.
- جواهرسازی: در بخش جواهرات برای اتصال تقریباً نامرئی فلزات گرانبها استفاده می شود.
- ساخت ابزار و قالب: این فرآیند به شدت در ساخت ابزار و قالب برای تعمیر و اصلاح ابزارهای قالب پلاستیکی، قالب های ریخته گری فلزی و سایر اجزای ابزار استفاده می شود.
- ساخت فلزات عمومی: به طور گسترده در مغازه های تولید فلز عمومی برای کاربردهای مختلف استفاده می شود. از آن برای ایجاد اتصالات جوش در ساخت ورق فلزی، فلزکاری زینتی، تولید مبلمان و سایر پروژه‌های ساخت فلز سفارشی استفاده می‌شود.
- بخش انرژی: جوش لیزری با درجه سنگین تر در بخش تولید انرژی استفاده می شود. در جوشکاری اجزای توربین ها، بویلرها، خطوط لوله و سایر زیرساخت های انرژی کار می کند.( کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنایع مختلف)
دستگاه جوشکاری MIG در صنایعی چون
- ساخت و ساز: نقش حیاتی در پروژه های ساختمانی، مانند ساخت و مونتاژ سازه های فولادی، پل ها، خطوط لوله و فلزکاری های معماری ایفا می کند. همچنین برای جوشکاری آرماتورها در سازه های بتنی و برای تعمیرات و اصلاحات در محل استفاده می شود.
- کشتی سازی و صنایع دریایی: در صنعت کشتی سازی و دریایی برای جوش دادن اجزای مختلف از جمله بدنه کشتی، عرشه، دیواره ها، خطوط لوله و سایر سازه ها استفاده می شود.
- قابلیت جوشکاری در موقعیت های مختلف، جوشکاری MIG را برای هندسه های چالش برانگیز و پیچیده ای که در کشتی سازی با آن مواجه می شود، مناسب می کند.
- صنعت هوافضا: برای کاربردهای غیرسازه ای مانند تجهیزات پشتیبانی زمینی، براکت ها و مجموعه های ثانویه استفاده می شود. در حالی که معمولاً برای اجزای حیاتی هواپیما استفاده نمی شود، جوش MIG ممکن است در تعمیرات و ساخت قطعات هوافضایی با اهمیت کمتر استفاده شود.
تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری لیزری و جوشکاری MIG
به دلیل فرآیندهای مختلف جوشکاری متفاوت است.
تجهیزات جوش لیزری عبارتند از: وایر فیدر، چیلر، سورس لیزر GW، گاز محافظ و …
برای جوشکاری MIG شامل: منبع تغذیه سیم، تغذیه مشعل جوشکاری منبع گاز، سیستم کنترل سیم و مواد مصرفی مهم است توجه داشته باشید که نیاز به تجهیزات خاص ممکن است بسته به کاربرد، مواد و کیفیت جوش مورد نظر متفاوت باشد. پیچیدگی و هزینه تجهیزات نیز می تواند بین مدل های مختلف و سازنده متفاوت باشد.