دستگاه جوش لیزر چیست؟
دستگاه جوش لیزر (Laser Welding Machine) یک تجهیز صنعتی پیشرفته است که با استفاده از پرتو لیزر متمرکز، قطعات فلزی را با دقت و کیفیت بسیار بالا به یکدیگر متصل می‌کند. این فناوری جایگزین روش‌های سنتی جوشکاری شده و توانسته با ارائه درزهای جوش یکدست، نفوذ عمیق و حداقل تغییر شکل قطعه، تحولی اساسی در صنایع مختلف ایجاد کند.
در تولیدات صنعتی امروز، کیفیت اتصال، سرعت و دقت نقش کلیدی در موفقیت فرآیندهای ساخت دارند. دستگاه جوش لیزری فلزات (Fiber Laser Welding Machine)، پاسخی مهندسی‌شده به این نیازهاست. سهند لیزر با بهره‌گیری از تجربه و دانش فنی، دستگاه‌هایی را ارائه می‌دهد که توان جوشکاری فلزات را با بالاترین کیفیت و بدون نیاز به عملیات تکمیلی نظیر سنگ‌زنی یا پولیش اضافی فراهم می‌کنند.
در این تکنولوژی، پرتو متمرکز لیزر فایبر با انرژی بسیار بالا، بدون تماس فیزیکی، سطح قطعات را ذوب کرده و اتصال مولکولی و دائمی بین آنها ایجاد می‌کند. این فرآیند باعث کاهش سایش ابزار، حذف پاشش جرقه و جلوگیری از تنش حرارتی اضافی می‌شود.
ویژگی‌ها:
قابلیت جوشکاری انواع فلزات مانند استیل، آلومینیوم، برنج، مس و آلیاژهای خاص
توان خروجی متنوع از 1kW تا 3kW برای کاربردهای سبک تا صنعتی
جوش‌های ظریف و مقاوم حتی در نقاط دشوار و گوشه‌های پیچیده
سازگاری با سیستم‌های اتوماسیون و رباتیک برای تولید انبوه
کاهش محسوس مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری نسبت به روش‌های سنتی
پشتیبانی فنی، آموزش اپراتور و خدمات پس از فروش گسترده در سراسر کشور
دستگاه‌های جوش لیزر سهند لیزر، راهکاری ایده‌آل برای صنایعی هستند که به اتصالات مقاوم، زیبا و بدون نیاز به مراحل اضافی نیاز دارند: از صنایع خودروسازی و تجهیزات پزشکی گرفته تا سازه‌های فلزی سبک، بدنه آسانسور و تولید قطعات دقیق.
اصول عملکرد دستگاه جوش لیزری فلزات
جوشکاری لیزری فلزات یک فرآیند پیشرفته، غیرتماسی و با دقت بالا است که در آن از پرتو نوری متمرکز (Laser Beam) برای ذوب و اتصال سطوح فلزات استفاده می‌شود. این فناوری بر پایه اصول فوتوترمال (Photothermal Interaction) و جذب انرژی الکترومغناطیسی توسط سطح فلز عمل می‌کند و قادر است اتصالاتی با نفوذ عمیق و استحکام بالا ایجاد کند.
1. تولید و تقویت پرتو لیزر (Laser Generation)
در دستگاه‌های جوش لیزر فایبر، پرتو لیزر توسط منبع لیزر فیبری (Fiber Laser Source) تولید می‌شود. این پرتو با طول موجی بسیار دقیق (معمولاً حدود 1064 نانومتر) توسط فیبر نوری تقویت شده و از نظر کیفیت و پایداری، برای جوشکاری فلزات ایده‌آل است.
2. انتقال و هدایت پرتو (Beam Delivery)
پرتو لیزر از طریق فیبر نوری انعطاف‌پذیر به هد جوش (Welding Head) منتقل می‌شود. در داخل هد، عدسی‌های فوکوس پرتو را روی نقطه‌ای بسیار کوچک متمرکز می‌کنند تا بیشترین چگالی انرژی در محل اتصال ایجاد شود.
3. ذوب و اتصال فلزات (Fusion)
زمانی که پرتو متمرکز به سطح فلز برخورد می‌کند، انرژی آن به صورت گرما جذب شده و ناحیه اتصال به سرعت به نقطه ذوب می‌رسد. سپس دو قطعه فلزی در حالت مذاب با هم ترکیب شده و پس از سرد شدن، اتصال دائمی و مولکولی ایجاد می‌کنند. در این فرآیند، عرض درز جوش بسیار کم و کیفیت سطح اتصال بسیار بالا است.
انواع عملکرد دستگاه جوش لیزری فلزات
1. برش
دستگاه جوش لیزری با تابش دقیق پرتو لیزر قادر است فلزات مختلف را با دقت بالا و حداقل تغییرات حرارتی برش دهد. این روش باعث برش تمیز و با کیفیت می‌شود که برای تولید قطعات صنعتی بسیار مناسب است.
2. جوش
در فرآیند جوشکاری لیزری، پرتو لیزر به محل اتصال دو قطعه تابانده می‌شود و باعث ذوب سریع و ایجاد اتصال قوی و دقیق می‌گردد. این روش، جوش‌های یکنواخت و با نفوذ عمیق ایجاد می‌کند که مقاومت مکانیکی بالایی دارد.
3. تمیزکاری
لیزر با انرژی متمرکز خود قادر است ناخالصی‌ها، اکسیدها و آلودگی‌های سطحی فلزات را بدون آسیب رساندن به ماده پایه حذف کند. این فرآیند باعث آماده‌سازی سطح برای جوشکاری یا رنگ‌آمیزی با کیفیت بهتر می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه جوش لیزر
| قطعه | نقش |
|---|---|
| منبع لیزر | تولید پرتو لیزر با توان مناسب برای جوشکاری |
| هد جوش | تمرکز و هدایت پرتو لیزر روی محل جوش |
| لنز فوکوس | متمرکز کردن پرتو برای جوش دقیق |
| سیستم خنک‌کننده (چیلر) | حفظ دمای بهینه اجزا برای عملکرد پایدار |
| سیستم گاز محافظ | حفاظت منطقه جوش از اکسیداسیون و آلودگی |
| قطعه | نقش |
|---|---|
| کنترلر | مدیریت حرکات و تنظیمات جوشکاری |
| موتورها و درایورها | حرکت دقیق هد جوش و قطعه‌کار |
| میز کار | محل قرارگیری قطعه برای جوشکاری |
| بدنه و سازه | پشتیبانی و نگهداری از اجزای دستگاه |
سورس لیزر (Laser Source)
در دستگاه جوش لیزر، سورس لیزر (معروف به برندهایی مانند IPG، Raycus یا MAX) پرتو لیزر را تولید می‌کند. این پرتو از طریق فیبر نوری به هد جوش منتقل می‌شود و توان خروجی آن معمولاً بین ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ وات متغیر است. توان سورس تعیین‌کننده عمق نفوذ جوش، سرعت فرایند و کیفیت نهایی اتصال است.
کاربرد: انتخاب سورس با توان مناسب، مستقیماً بر کیفیت جوش، سرعت کار و ضخامت جوش تأثیر دارد.
چیلر (Water Chiller)
چیلر واحد خنک‌کننده‌ای است که با گردش آب در مدارهای داخلی، دمای سورس لیزر و تجهیزات حساس دیگر را کنترل می‌کند. این سیستم باعث کاهش حرارت اضافی و جلوگیری از آسیب دیدن اجزا در طول کارکرد دستگاه می‌شود.
کاربرد: افزایش طول عمر دستگاه و جلوگیری از توقف‌های ناگهانی به دلیل داغ شدن.
هد جوش (Welding Head)
هد جوش شامل مجموعه‌ای از آینه‌ها، لنزهای متمرکزکننده و نازل خروجی است که پرتو لیزر را به صورت دقیق روی محل جوش متمرکز می‌کند. این بخش معمولاً مجهز به سنسورهای فاصله‌سنج است که ارتفاع هد را به صورت اتوماتیک تنظیم می‌کند.
کاربرد: تمرکز دقیق پرتو لیزر روی محل جوش برای ایجاد اتصال با کیفیت و یکنواخت.
لنز فوکوس
لنز فوکوس درون هد جوش قرار دارد و با تغییر فاصله کانونی، قطر پرتو لیزر را تنظیم می‌کند. این قابلیت باعث افزایش تمرکز انرژی روی نقطه جوش و بهبود کیفیت اتصال می‌شود.
کاربرد: کاهش قطر پرتو و تمرکز انرژی برای ایجاد جوش ظریف و دقیق.
گاز محافظ (Shielding Gas)
گاز محافظ مانند آرگون، هلیوم یا نیتروژن، در محل جوش تزریق می‌شود تا از اکسیداسیون و آلودگی جلوگیری کند.
کاربرد: بهبود ظاهر و کیفیت جوش و افزایش مقاومت مکانیکی اتصال.
کنترلر (CNC Controller)
کنترلر سیستم الکترونیکی و نرم‌افزاری دستگاه است که نقشه‌ها و پارامترهای جوشکاری را دریافت و پردازش می‌کند. این بخش تنظیمات توان لیزر، سرعت حرکت هد و میزان گاز محافظ را کنترل می‌کند.
کاربرد: مدیریت دقیق حرکت و پارامترهای جوش برای تضمین کیفیت و دقت.
درایور و سروو موتورها (Servo Driver & Motors)
موتورهای سروو و درایورهای آنها حرکت هد جوش و میز کار را در محورهای مختلف کنترل می‌کنند و بازخورد موقعیت دقیق را دریافت می‌کنند.
کاربرد: حرکت نرم و دقیق دستگاه مطابق نقشه جوش برای دستیابی به جوش‌های یکنواخت.
بدنه و سازه
بدنه و سازه پایه و نگهدارنده تمام قطعات است و باید مقاوم و پایدار باشد تا لرزش‌ها کاهش یابد.
- کاربرد: تضمین ثبات دستگاه و حفظ دقت عملکرد در طول زمان.
میز کار (Working Table)
میز کار از فلز مقاوم ساخته شده و به صورت تیغه‌ای طراحی می‌شود تا حرارت و مواد اضافی را تحمل کند. ابعاد رایج میز شامل ۱.۵×۳، ۲×۳، ۲×۴ و ۲×۶ متر است.
- کاربرد: تثبیت قطعه‌کار، تحمل حرارت و تسهیل در خروج ضایعات جوشکاری.
کاربرد های دستگاه جوش لیزر
صنعت خودروسازی
اتصال دقیق قطعات فلزی و آلومینیومی
جوشکاری اجزای موتور و بدنه با کیفیت بالا
ساخت قطعات پیچیده و مقاوم در برابر فشار و حرارت
صنعت هوافضا
جوشکاری قطعات حساس به وزن و دقت بالا
اتصال فلزات مقاوم و سبک برای سازه‌های هواپیما
ایجاد اتصالات با کیفیت و بدون نقص در قطعات حیاتی
صنعت الکترونیک
جوشکاری قطعات ریز فلزی و پلاستیکی
اتصال دقیق در ساخت بردهای مدار چاپی و قطعات حساس
تولید قطعات کوچک با استحکام بالا برای دستگاه‌های الکترونیکی
صنعت معماری و طراحی داخلی
اتصال قطعات فلزی و آلیاژها در ساخت دکوراسیون
جوشکاری سازه‌های نمای بیرونی ساختمان‌ها
ایجاد اتصالات ظریف و مقاوم در قطعات طراحی خاص
صنعت مد و پوشاک
اتصال دقیق قطعات فلزی یا تزئینی در پوشاک
جوشکاری روی مواد سخت مانند چرم برای تزئینات خاص
تولید قطعات و اجزای پوشاک با دوام و کیفیت بالا
صنعت جواهرسازی
جوشکاری فلزات گران‌بها مانند طلا و نقره
ساخت جواهرات با طرح‌های پیچیده و مقاوم
اتصال دقیق و ظریف سنگ‌های قیمتی به فلزات
صنعت تبلیغات
اتصال قطعات فلزی، چوبی و پلاستیکی در تابلوهای تبلیغاتی
جوشکاری دقیق متریال‌های متنوع برای تولید محصولات تبلیغاتی
ساخت قطعات با دوام و کیفیت بالا برای نمایشگاه‌ها و نصب‌ها
صنعت بسته‌بندی
اتصال قطعات فلزی و پلاستیکی در ساخت بسته‌بندی‌های خاص
تولید قطعات مقاوم و دقیق برای بسته‌بندی محصولات حساس
جوشکاری و مونتاژ اجزای بسته‌بندی سفارشی
صنعت هنر و صنایع دستی
جوشکاری قطعات هنری فلزی و ترکیبی
ساخت اشیاء دکوری و هنری با اتصالات ظریف و دقیق
اتصال بخش‌های مختلف آثار هنری با کیفیت بالا
صنعت ساخت و ساز
جوشکاری قطعات فلزی سازه‌های ساختمانی
اتصال قطعات سنگین و مقاوم برای سازه‌های صنعتی
تولید قالب‌ها و قطعات صنعتی با دوام و دقت بالا
مزایای کاربرد دستگاه جوش لیزری
دقت بسیار بالا: انجام جوش‌های بسیار دقیق و ظریف با حداقل خطا و افزایش کیفیت نهایی.
سرعت بالا: سرعت جوشکاری افزایش یافته و بدون نیاز به توقف‌های طولانی، بهره‌وری بیشتر.
قابلیت جوش مواد مختلف: امکان جوش دادن فلزات مختلف و مواد متنوع با کیفیت یکنواخت.
عدم نیاز به ابزارهای مصرفی: کاهش هزینه‌ها به دلیل عدم نیاز به تعویض یا مصرف مکرر ابزار جوشکاری.
کیفیت بالا: جوش‌های با لبه‌های صاف و تمیز که نیازی به فرآیندهای تکمیلی ندارند.
امکان طراحی‌های پیچیده: قابلیت اجرای جوش‌های پیچیده و ظریف که در روش‌های سنتی دشوار است.
راه‌های افزایش طول عمر دستگاه جوش لیزر
برای افزایش طول عمر دستگاه جوش لیزری و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، باید به نکات مهمی توجه کرد که عملکرد دستگاه را بهینه و عمر آن را طولانی‌تر می‌کند:
1. نگهداری و تمیزکاری منظم
تمیز کردن لنزها، آینه‌ها و هد جوش برای جلوگیری از تجمع گرد و غبار و آلودگی که باعث کاهش کیفیت جوش و آسیب به قطعات می‌شود. همچنین تمیز نگه داشتن سطح دستگاه و محل جوشکاری اهمیت زیادی دارد.
2. کنترل دمای محیط و خنک سازی
استفاده از سیستم خنک‌کننده مناسب (چیلر) برای حفظ دمای بهینه دستگاه و جلوگیری از داغ شدن بیش از حد که می‌تواند به منبع لیزر و قطعات حساس آسیب بزند.
3. تنظیمات بهینه قدرت و پارامترهای جوش
استفاده از تنظیمات صحیح قدرت لیزر و سرعت جوشکاری متناسب با نوع و ضخامت ماده باعث کاهش استهلاک منبع لیزر و افزایش عمر دستگاه می‌شود.
4. بازبینی و کالیبراسیون منظم
انجام تنظیمات دوره‌ای هد لیزر، لنز و آینه‌ها برای حفظ دقت عملکرد و جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی. بازرسی موتورها، درایورها و سیستم‌های حرکتی برای اطمینان از سلامت قطعات مکانیکی.
5. استفاده از گاز محافظ مناسب
استفاده از گازهای محافظ با کیفیت (مانند آرگون، نیتروژن یا هلیوم) برای جلوگیری از اکسیداسیون و آلودگی جوش و افزایش کیفیت و دوام دستگاه.
6. نظارت بر سیستم خنک‌کننده
بررسی منظم سطح مایع خنک‌کننده و عدم وجود نشتی در چیلرها برای حفظ دمای مناسب و عملکرد بهینه دستگاه.
7. به‌کارگیری نرم‌افزار بهینه‌سازی
استفاده از نرم‌افزارهای کنترل و بهینه‌سازی مسیر جوش و تنظیم پارامترها برای کاهش فشار کاری روی دستگاه و افزایش عمر قطعات.
8. اجتناب از استفاده مداوم دستگاه
استفاده متناوب و خاموش کردن دستگاه در فواصل زمانی مناسب برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و فرسودگی زودرس.
9. مراقبت از هد جوش
جلوگیری از برخورد مستقیم قطعات سخت و فلزی با هد جوش و محافظت از آن در برابر ضربه و آلودگی.
10. نگهداری سیستم‌های حرکت
روغن‌کاری و سرویس منظم موتورها، ریل‌ها و درایورها برای کاهش سایش و افزایش دقت حرکتی.
11. بازرسی و تعمیرات دوره‌ای
بازرسی‌های منظم توسط تکنسین‌های ماهر برای شناسایی مشکلات زودهنگام و انجام تعمیرات پیشگیرانه.
12. آموزش اپراتورها
آموزش کامل اپراتورها در زمینه استفاده صحیح، نگهداری و عیب‌یابی اولیه دستگاه برای افزایش کارایی و کاهش خطاهای انسانی.
با رعایت این نکات، طول عمر دستگاه جوش لیزری به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و هزینه‌های نگهداری به حداقل خواهد رسید.
برای آشنایی بیشتر و خرید
برای آشنایی بیشتر و خرید
