લેસર વેલ્ડીંગ

લેસર વેલ્ડીંગ પદ્ધતિમાં, ભાગોને જોડવા માટે ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા (બીમ વ્યાસ 0.1 ... 2 મીમી) સાથે કેન્દ્રિત પ્રકાશ બીમનો ઉપયોગ થાય છે. પ્રકાશ બીમના પ્રકાર અનુસાર, લેસર વેલ્ડીંગને સ્પંદનીય અને સતત કરી શકાય છે. સ્પોટ સાંધાને સ્પંદનીય રીતે વેલ્ડ કરવામાં આવે છે, સતત સીમ માટે સ્પંદનીય-સામયિક અથવા સતત રેડિયેશનનો ઉપયોગ થાય છે. પલ્સ વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ પણ ત્યારે થાય છે જ્યારે તાપમાનને ગરમ કરવાથી અને ઉચ્ચ ચોકસાઈથી ન્યૂનતમ વિકૃતિઓ સુનિશ્ચિત કરવી જરૂરી હોય છે, સતત — સીરીયલ અથવા મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદનમાં હાઈ-સ્પીડ વેલ્ડીંગ માટે.

લેસર વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ વિવિધ સામગ્રીમાં જોડાવા માટે થાય છે: સ્ટીલ, ટાઇટેનિયમ, એલ્યુમિનિયમ, પ્રત્યાવર્તન ધાતુઓ, તાંબુ, ધાતુના એલોય, કિંમતી ધાતુઓ, બાયમેટલ્સ, દસથી કેટલાક મિલીમીટરની જાડાઈ સાથે. જો કે, એલ્યુમિનિયમ અને કોપર જેવી પ્રતિબિંબીત ધાતુઓનું લેસર વેલ્ડીંગ કરવું કંઈક અંશે મુશ્કેલ છે. ધાતુઓનું લેસર વેલ્ડીંગ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 2.

સક્રિય ધાતુઓનું વેલ્ડીંગ પ્રકાશ બીમના સંપર્કના ક્ષેત્રમાં નિર્દેશિત જેટના સ્વરૂપમાં શિલ્ડિંગ ગેસનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે.

ફોટો 1 — સોલિડ સ્ટેટ લેસરમાં વેલ્ડિંગ: 1 — સક્રિય માધ્યમ (રૂબી, ગાર્નેટ, નિયોડીમિયમ), 2 — પંપ લેમ્પ, 3 — અપારદર્શક મિરર, 4 — અર્ધપારદર્શક અરીસો, 5 — ઑપ્ટિકલ ફાઇબર, 6 — ઑપ્ટિકલ સિસ્ટમ, 7 — વિગતવાર, 8 — ફોકસ પોઈન્ટ પર લેસર બીમ, 9, 10 — લેસર બીમ સ્પ્લિટર્સ.

ફોટો 2 - સામગ્રીની વેલ્ડેબિલિટી

ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈ અનુસાર, લેસર વેલ્ડીંગના ત્રણ પ્રકાર છે:

1) માઇક્રોવેલ્ડીંગ (100 માઇક્રોનથી ઓછું),

2) મીની-વેલ્ડીંગ (0.1 ... 1 મીમી),

3) મેક્રો વેલ્ડીંગ (1 મીમીથી વધુ).

ઘૂંસપેંઠની ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે 4 મીમીથી વધુ ન હોવાથી, લેસર વેલ્ડીંગનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે મુખ્યત્વે ચોકસાઇ ટૂલના ઉત્પાદનમાં, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના ઉત્પાદનમાં, ઘડિયાળોના ઉત્પાદનમાં, એરક્રાફ્ટ બાંધકામમાં, ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં, પાઇપ વેલ્ડીંગમાં, અને તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. જ્વેલરી ઉદ્યોગ.

બટ વેલ્ડીંગ અને ઓવરલેપિંગ પહેલાં, 0.1 ... 0.2 મીમીના અંતરની ખાતરી કરો. મોટા ગાબડા સાથે, બર્નઆઉટ અને સંશ્લેષણનો અભાવ થઈ શકે છે.

લેસર વેલ્ડીંગ મોડના મુખ્ય પરિમાણો છે:

1) પલ્સ અવધિ અને ઊર્જા,

2) પલ્સ આવર્તન,

3) પ્રકાશ બીમનો વ્યાસ,

4) કેન્દ્રિત બીમના નાના ભાગથી સપાટી સુધીનું અંતર,

5) વેલ્ડીંગ ઝડપ. તે 5 mm/s સુધી પહોંચે છે. ઝડપ વધારવા માટે, પલ્સ ફ્રીક્વન્સીમાં વધારો થાય છે અથવા સતત મોડનો ઉપયોગ થાય છે.

લેસર વેલ્ડીંગ માટે ઉદ્યોગ 2 પ્રકારના લેસરોનો ઉપયોગ કરે છે:

1) સોલિડ-સ્ટેટ - રૂબી, નિયોડીમિયમ અને YAG લેસરો (યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ પર આધારિત);

2) ગેસ CO2 લેસરો.

તાજેતરમાં, લેસર વેલ્ડીંગ મશીનો પણ દેખાયા છે, જેનું સક્રિય તત્વ ક્વાર્ટઝથી બનેલું ઓપ્ટિકલ ફાઇબર છે.આવા લેસરો "સમસ્યારૂપ" સામગ્રીના વેલ્ડીંગને મંજૂરી આપે છે - ઉચ્ચ પરાવર્તકતા સાથે તાંબુ અને પિત્તળ, ટાઇટેનિયમ.

વિવિધ લેસર વેલ્ડીંગ મશીનોની ક્ષમતાઓ કોષ્ટકો 1 અને 2 માં દર્શાવવામાં આવી છે.

CO2 ગેસ લેસર વેલ્ડીંગ મોડના ઉદાહરણો કોષ્ટક 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક 1 — શીટની જાડાઈ અને વેલ્ડીંગ લેસર પાવર

કોષ્ટક 2 - લેસરોની લાગુ પડવાની ક્ષમતા

કોષ્ટક 3 — ગેસ લેસર સાથે લેસર બટ વેલ્ડીંગના મોડ્સ

લેસર બીમનો વ્યાસ સામાન્ય રીતે 0.3 મીમી હોય છે. 0.3 મીમી કરતા નાના બીમ સાથે વેલ્ડ કરેલા બટ્ટ વેલ્ડ્સમાં સંલગ્નતાનો અભાવ અને ઘૂંસપેંઠનો અભાવ હોઈ શકે છે. 10 kW સુધીના લેસરો સાથે વેલ્ડીંગ સામાન્ય રીતે ફિલર વિના કરવામાં આવે છે.

લેસર વેલ્ડીંગ દરમિયાન ગરમીથી પ્રભાવિત નાના વિસ્તારને કારણે, વેલ્ડ ખૂબ જ ઝડપથી ઠંડુ થાય છે. આનાથી વેલ્ડેડ સંયુક્તની ગુણવત્તા માટે બંને નકારાત્મક અને હકારાત્મક પરિણામો આવી શકે છે. ઘણી ધાતુઓ સાંધાના ઝડપી ઠંડક સાથે શ્રેષ્ઠ ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો આપે છે. જો કે, સ્ટેનલેસ સ્ટીલને વેલ્ડિંગ કરતી વખતે, આ વેલ્ડ ફ્રેક્ચર તરફ દોરી શકે છે. પલ્સની પહોળાઈને 10 ms સુધી વધારવી અને પ્રીહિટીંગ આ ઘટનાને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.

વેલ્ડીંગ સામગ્રી અને મોડ્સની યોગ્ય પસંદગી સાથે, લેસર વેલ્ડીંગ ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સીમ બનાવે છે.

લેસર સિસ્ટમને 3 વર્ગોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1) બિડાણ ઉપકરણો. આવા ઉપકરણોમાં, વર્કપીસ ખાસ બંધ જગ્યામાં મૂકવામાં આવે છે જેમાં રક્ષણાત્મક તટસ્થ વાતાવરણ અને લેસર બીમ હોય છે. વેલ્ડર ખાસ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાને નિયંત્રિત અને મોનિટર કરી શકે છે.

2) આઉટડોર વેલ્ડીંગ માટે બનાવાયેલ ઉપકરણો.લેસર બીમ સ્વતંત્રતાની ઘણી ડિગ્રી ધરાવે છે અને પ્રોગ્રામ કરેલ હલનચલન ઉત્પન્ન કરે છે. વેલ્ડીંગ ઝોન ગેસ પ્રવાહ દ્વારા સુરક્ષિત છે.

3) મેન્યુઅલ લેસર વેલ્ડીંગ માટે બનાવાયેલ ઉપકરણો. લેસર ટોર્ચ TIG વેલ્ડીંગ ટોર્ચ જેવી જ હોય ​​છે. લેસર બીમ ઓપ્ટિકલ ફાઈબરનો ઉપયોગ કરીને ટોર્ચમાં પ્રસારિત થાય છે. વેલ્ડીંગ દરમિયાન, વેલ્ડર એક હાથમાં લેસર ટોર્ચ અને બીજા હાથમાં ફિલર સામગ્રી ધરાવે છે.

કોષ્ટક 4 — લેસર વેલ્ડીંગના વિવિધ પ્રકારોની સરખામણી

લેસર વેલ્ડીંગના ફાયદાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે:

1) સામગ્રી પર લેસર બીમની થર્મલ અસરનો એક નાનો વિસ્તાર અને પરિણામે, નજીવી થર્મલ વિકૃતિઓ;

2) લેસર રેડિયેશન (કાચ, પ્રવાહી, વાયુઓ) માટે પારદર્શક વાતાવરણમાં, હાર્ડ-ટુ-પહોંચના સ્થળોએ વેલ્ડીંગની શક્યતા;

3) ચુંબકીય સામગ્રીનું વેલ્ડીંગ;

4) પ્રકાશ બીમનો નાનો વ્યાસ, માઇક્રો વેલ્ડીંગની શક્યતા, સારી સૌંદર્યલક્ષી લાક્ષણિકતાઓ સાથે સાંકડી વેલ્ડીંગ સીમ;

5) પ્રક્રિયાને સ્વચાલિત કરવાની ક્ષમતા;

6) ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમિશન દ્વારા પ્રકાશ બીમની લવચીક હેરફેર;

7) લેસર સાધનોની વૈવિધ્યતા (લેસર વેલ્ડીંગ અને કટીંગ, માર્કિંગ અને ડ્રિલિંગ માટે ઉપયોગની શક્યતા);

8) વિવિધ સામગ્રીને વેલ્ડીંગ કરવાની શક્યતા.

લેસર વેલ્ડીંગના ગેરફાયદા:

1. લેસર સાધનોની ઊંચી કિંમત અને જટિલતા.

2. વેલ્ડીંગ ધારની તૈયારી, સફાઈ માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ.

3. જાડા-દિવાલોવાળા ભાગોને વેલ્ડીંગની અશક્યતા, અપૂરતી શક્તિ.વેલ્ડીંગ લેસરોની શક્તિમાં વધારો એ હકીકત દ્વારા મર્યાદિત છે કે ધાતુ પર લેસર બીમની મજબૂત અસર સાથે, તે વેલ્ડીંગ ઝોનમાં સક્રિયપણે વિખેરાઈ જાય છે, જે ઉપકરણની ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમને નુકસાન પહોંચાડે છે અને કલાકોમાં લેસરને નિષ્ક્રિય કરે છે. .