فناوری جوش لیزری یک فناوری جامع است که فناوری لیزر، فناوری جوش، فناوری اتوماسیون، فناوری مواد، فناوری ساخت مکانیکی و طراحی محصول را ادغام می کند. در نهایت، این نه تنها یک مجموعه کامل از تجهیزات ویژه است، بلکه یک فرآیند پشتیبانی نیز می باشد. به عنوان بخش مهمی از فناوری ساخت پیشرفته، فناوری جوش لیزری چشماندازهای کاربردی گستردهای در صنعت تولید هوانوردی در آینده دارد. جهت توسعه فناوری جوش لیزری عمدتاً شامل جنبه های زیر است:
1، جوش لیزری پرکننده سیم
به طور کلی، سیم جوش در جوشکاری لیزری مورد نیاز نیست، اما شکاف مونتاژ جوش بسیار زیاد است، که گاهی اوقات اطمینان از آن در تولید واقعی دشوار است، که محدوده کاربرد آن را محدود می کند. جوشکاری لیزری با سیم پرکننده می تواند الزامات مربوط به فاصله مونتاژ را تا حد زیادی کاهش دهد. به عنوان مثال، برای یک صفحه آلیاژ آلومینیوم با ضخامت 2 میلی متر، اگر از سیم پرکننده استفاده نمی شود، شکاف صفحه باید صفر باشد تا شکل دهی خوب حاصل شود، مانند سیم جوش φ 1.6 میلی متر، زیرا فلز پرکننده می تواند تشکیل جوش خوب را تضمین کند، حتی اگر شکاف به 1.0 میلی متر افزایش یافته است. علاوه بر این، سیم پرکننده همچنین می تواند ترکیب شیمیایی را تنظیم کند یا جوشکاری چند لایه صفحات ضخیم را انجام دهد.
2,جوش لیزری چرخشی پرتو
روش چرخش پرتو لیزر برای جوشکاری نیز می تواند الزامات مونتاژ جوش و تراز پرتو را تا حد زیادی کاهش دهد. به عنوان مثال، هنگامی که صفحه فولادی با استحکام بالا با ضخامت 2 میلیمتر لب به لب میشود، شکاف مجاز مونتاژ اتصال لب به لب از 0.14 میلیمتر به 0.25 میلیمتر افزایش مییابد. برای صفحه با ضخامت 4 میلی متر، از 0.23 میلی متر به 0.30 میلی متر افزایش می یابد. خطای تراز مجاز بین مرکز تیر و مرکز جوش از 0.25 میلی متر به 0.5 میلی متر افزایش یافته است.
3، تشخیص و کنترل آنلاین کیفیت جوش لیزری
استفاده از سیگنالهای نور، صدا و بار پلاسما برای تشخیص فرآیند جوشکاری لیزری در سالهای اخیر به یک کانون تحقیقاتی در داخل و خارج از کشور تبدیل شده است و نتایج تحقیقات کمی به درجه کنترل حلقه بسته رسیدهاند. سنسورهای مورد استفاده در سیستم تشخیص و کنترل کیفیت جوشکاری لیزری و عملکرد آنها به اختصار به شرح زیر معرفی می شوند:
(1) سنسور مانیتورینگ پلاسما
1) سنسور نوری پلاسما (PS): وظیفه آن جمع آوری سیگنال فرابنفش نور مشخصه پلاسما است.
2) سنسور شارژ پلاسما (PCS): از نازل به عنوان یک پروب برای تشخیص اختلاف پتانسیل بین نازل و قطعه کار به دلیل انتشار ناهموار ذرات باردار پلاسما (یون ها و الکترون های مثبت) استفاده کنید.
(2) عملکرد سیستم
1) نحوه فرآیند جوشکاری لیزری را مشخص کنید. فرآیند جوشکاری با نفوذ عمیق پایدار با پلاسما و سیگنال های قوی PS و PCS.
فرآیند جوشکاری هدایت حرارتی پایدار، هیچ پلاسما تولید نمیشود و سیگنالهای PS و PCS تقریبا برابر با صفر هستند.
در فرآیند جوشکاری ناپایدار، پلاسما به طور متناوب تولید و ناپدید می شود و سیگنال های PS و PCS به طور متناوب بالا و پایین می روند.
2) تشخیص دهید که آیا توان لیزر منتقل شده به ناحیه جوش طبیعی است یا خیر. هنگامی که پارامترهای دیگر مشخص هستند، قدرت سیگنالهای PS و PCS مربوط به تابش برق به ناحیه جوش است. بنابراین، با نظارت بر سیگنالهای PS و PCS، میتوان متوجه شد که آیا سیستم هدایت نور نرمال است و آیا برق در ناحیه جوش در نوسان است یا خیر.
3) ردیابی خودکار ارتفاع نازل. با افزایش فاصله قطعه کار نازل، سیگنال PC کاهش می یابد. استفاده از این قانون برای کنترل حلقه بسته می تواند اطمینان حاصل کند که فاصله بین نازل و قطعه کار بدون تغییر باقی می ماند و ردیابی خودکار جهت ارتفاع را محقق می کند.
4)بهینه سازی خودکار موقعیت فوکوس و کنترل حلقه بسته. در محدوده جوشکاری با نفوذ عمیق، زمانی که موقعیت فوکوس پرتو نوسان می کند، سیگنال نوری پلاسما دریافت شده توسط PS نیز تغییر می کند و سیگنال PS در بهترین موقعیت فوکوس (در این زمان، سوراخ عمیق ترین است) کوچکترین است. بر اساس این قانون، بهینه سازی خودکار و کنترل حلقه بسته موقعیت فوکوس می تواند محقق شود، به طوری که نوسان موقعیت فوکوس کمتر از 0.2 میلی متر و نوسان عمق نفوذ کمتر از 0.05 میلی متر باشد.
خلاصه:
در حالی که فناوری جوش لیزری به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد، مردم نیز به انجام تحقیقات عمیق در مورد آن ادامه می دهند. با توجه به کاستی های آن، عملکرد گرمایش سایر منابع حرارتی برای بهبود گرمایش لیزر به قطعه کار استفاده می شود. بر اساس حفظ مزایای گرمایش لیزر، لیزر و سایر منابع حرارتی برای جوشکاری منبع حرارت کامپوزیت، عمدتاً لیزر و قوس، لیزر و قوس پلاسما جوشکاری هیبریدی لیزر و منبع حرارت القایی و جوشکاری پرتو لیزر دوگانه استفاده می شود. جوشکاری مرکب می تواند نفوذ جوش را افزایش دهد، عملکرد اتصال را بهبود بخشد، هزینه تجهیزات را کاهش دهد و سرعت و بهره وری جوش را بهبود بخشد. به طور خلاصه، جوش لیزری دارای راندمان تولید بالا، کیفیت پردازش پایدار و قابل اعتماد و مزایای اقتصادی و اجتماعی خوبی است. در عصر تجهیزات جدید، مواد جدید، فناوریهای جدید و فرآیندهای جدید بیپایان و به روز میشوند، تولیدکنندگان نه تنها باید ویژگیها، مزایا و الزامات جوشکاری لیزر را درک کنند، بلکه بسیاری از نوآوریها و روندهای آینده در این زمینه را نیز بشناسند. فقط از این طریق می توانند روند محبوب فناوری را درک کنند و همیشه در خط مقدم زمان قدم بردارند.