लेसर वेल्डिंग हे लेसर प्रक्रिया तंत्रज्ञानाच्या वापरातील एक महत्त्वाचे पैलू आहे, परंतु २१ व्या शतकातील सर्वात लक्षवेधी आणि आशादायक वेल्डिंग तंत्रज्ञान देखील आहे. पारंपारिक वेल्डिंग पद्धतींच्या तुलनेत, लेसर वेल्डिंगचे अनेक फायदे आहेत, उच्च वेल्डिंग गुणवत्ता आणि जलद कार्यक्षमता. सध्या, लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञानाचा वापर उत्पादन, पावडर धातूशास्त्र, ऑटोमोबाईल उद्योग, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग, बायोमेडिसिन आणि इतर क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे.
वेल्डिंग पूलच्या निर्मिती यंत्रणेनुसार, लेसर वेल्डिंगमध्ये दोन मूलभूत वेल्डिंग यंत्रणा आहेत: उष्णता वाहक वेल्डिंग आणि खोल प्रवेश (लहान छिद्र) वेल्डिंग. उष्णता वाहक वेल्डिंगद्वारे निर्माण होणारी उष्णता उष्णता हस्तांतरणाद्वारे वर्कपीसमध्ये पसरवली जाते, ज्यामुळे वेल्डची पृष्ठभाग वितळते, मुळात बाष्पीभवनाची घटना नसते, जी बहुतेकदा कमी-वेगाच्या पातळ-भिंतीच्या घटकांच्या वेल्डिंगमध्ये वापरली जाते. डीप फ्यूजन वेल्डिंग सामग्रीचे बाष्पीभवन करते आणि मोठ्या प्रमाणात प्लाझ्मा तयार करते. मोठ्या उष्णतेमुळे, वितळलेल्या पूलच्या पुढच्या टोकाला छिद्रे असतील. डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंग वर्कपीस पूर्णपणे वेल्ड करू शकते आणि इनपुट ऊर्जा मोठी असते, वेल्डिंगची गती जलद असते, हा सर्वात जास्त वापरला जाणारा लेसर वेल्डिंग मोड आहे.
लेसर वेल्डिंगच्या गुणवत्तेवर परिणाम करणारे अनेक प्रक्रिया पॅरामीटर्स आहेत, जसे की पॉवर डेन्सिटी, लेसर पल्स वेव्हफॉर्म, डीफोकस, वेल्डिंग स्पीड आणि ऑक्झिलरी ब्लोइंग गॅस.
१. लेसर पॉवर घनता लेसर प्रक्रियेतील पॉवर घनता ही सर्वात महत्त्वाची पॅरामीटर्सपैकी एक आहे. जास्त पॉवर घनतेसह, पृष्ठभागाचा थर एका मायक्रोसेकंद वेळेच्या मर्यादेत उकळत्या बिंदूपर्यंत गरम केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे मोठ्या प्रमाणात बाष्पीभवन होते. म्हणून, पंचिंग, कटिंग आणि खोदकाम यासारख्या मटेरियल काढून टाकण्याच्या प्रक्रियेसाठी उच्च पॉवर घनता खूप फायदेशीर आहे. कमी पॉवर घनतेसाठी, पृष्ठभागाचे तापमान उकळत्या बिंदूपर्यंत पोहोचण्यासाठी काही मिलिसेकंद लागतात आणि पृष्ठभागाचा थर बाष्पीभवन होण्यापूर्वी, तळाचा थर वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत पोहोचतो, ज्यामुळे चांगले फ्यूजन वेल्डिंग तयार करणे सोपे होते. म्हणून, उष्णता वाहक लेसर वेल्डिंगमध्ये, पॉवर घनता श्रेणी १०४-१०६W/cm२ आहे.
२. लेसर पल्स वेव्हफॉर्म
लेसर पल्स वेव्हफॉर्म हे केवळ मटेरियल काढून टाकणे आणि मटेरियल वितळणे यात फरक करण्यासाठी एक महत्त्वाचे पॅरामीटर नाही तर प्रक्रिया उपकरणांचे आकारमान आणि किंमत निश्चित करण्यासाठी एक महत्त्वाचे पॅरामीटर देखील आहे. जेव्हा उच्च तीव्रतेचा लेसर बीम मटेरियलच्या पृष्ठभागावर येतो तेव्हा मटेरियलच्या पृष्ठभागावर लेसर ऊर्जा परावर्तन आणि तोटा 60 ~ 90% असेल, विशेषतः सोने, चांदी, तांबे, अॅल्युमिनियम, टायटॅनियम आणि इतर मटेरियल मजबूत परावर्तन, जलद उष्णता हस्तांतरण. लेसर पल्स सिग्नल दरम्यान धातूचे परावर्तन वेळेनुसार बदलते. जेव्हा मटेरियलचे पृष्ठभागाचे तापमान वितळण्याच्या बिंदूपर्यंत वाढवले जाते तेव्हा परावर्तकता वेगाने कमी होते आणि जेव्हा पृष्ठभाग वितळण्याच्या स्थितीत असतो तेव्हा परावर्तन एका विशिष्ट मूल्यावर स्थिर होते.
३. पल्स रुंदी पल्स रुंदी ही पल्स लेसर वेल्डिंगचा एक महत्त्वाचा पॅरामीटर आहे. पल्स रुंदी प्रवेशाच्या खोली आणि उष्णता प्रभावित झोन द्वारे निश्चित केली जात असे. पल्स रुंदी जितकी जास्त असेल तितकी उष्णता प्रभावित झोन जास्त असेल आणि पल्स रुंदीच्या १/२ पॉवरसह प्रवेशाची खोली वाढत जाईल. तथापि, पल्स रुंदी वाढल्याने पीक पॉवर कमी होईल, म्हणून पल्स रुंदी वाढवणे सामान्यतः उष्णता वाहक वेल्डिंगसाठी वापरले जाते, परिणामी रुंद आणि उथळ वेल्ड आकार तयार होतो, विशेषतः पातळ आणि जाड प्लेट्सच्या लॅप वेल्डिंगसाठी योग्य. तथापि, कमी पीक पॉवरमुळे जास्त उष्णता इनपुट होते आणि प्रत्येक मटेरियलमध्ये इष्टतम पल्स रुंदी असते जी जास्तीत जास्त प्रवेश करते.
४, डिफोकस लेसर वेल्डिंगसाठी सामान्यतः विशिष्ट प्रमाणात डिफोकस आवश्यक असते, कारण स्पॉट पॉवर डेन्सिटीच्या मध्यभागी लेसर फोकस खूप जास्त असतो, ज्यामुळे छिद्रांमध्ये बाष्पीभवन करणे सोपे असते. लेसर फोकसपासून दूर असलेल्या प्रत्येक प्लेनमध्ये पॉवर डेन्सिटीचे वितरण तुलनेने एकसारखे असते. दोन डिफोकसिंग पद्धती आहेत: पॉझिटिव्ह डिफोकसिंग आणि निगेटिव्ह डिफोकसिंग. जर फोकल प्लेन वर्कपीसच्या वर स्थित असेल तर ते पॉझिटिव्ह डिफोकसिंग असते; अन्यथा, ते निगेटिव्ह डिफोकसिंग असते. भौमितिक ऑप्टिक्स सिद्धांतानुसार, जेव्हा पॉझिटिव्ह आणि निगेटिव्ह डिफोकसिंग प्लेन आणि वेल्डिंग प्लेनमधील अंतर समान असते, तेव्हा संबंधित प्लेनवरील पॉवर डेन्सिटी अंदाजे समान असते, परंतु प्रत्यक्षात प्राप्त केलेला वेल्ड पूल आकार वेगळा असतो. निगेटिव्ह डिफोकसिंगच्या बाबतीत, जास्त पेनिट्रेशन मिळवता येते, जे वितळलेल्या पूलच्या निर्मिती प्रक्रियेशी संबंधित आहे.
५, वेल्डिंगची गती वेल्डिंगची गती वेल्डिंगच्या पृष्ठभागाची गुणवत्ता, प्रवेश, उष्णता प्रभावित क्षेत्र इत्यादी ठरवते. वेल्डिंगची गती प्रति युनिट वेळेच्या उष्णता इनपुटवर परिणाम करेल. जर वेल्डिंगची गती खूप कमी असेल, तर उष्णता इनपुट खूप मोठा असेल, ज्यामुळे वर्कपीस जळून जाईल. जर वेल्डिंगची गती खूप वेगवान असेल, तर उष्णता इनपुट खूप लहान असेल, ज्यामुळे वर्कपीस वेल्डिंग अपारदर्शक होईल. प्रवेश सुधारण्यासाठी वेल्डिंगची गती कमी करणे सहसा वापरले जाते.
६, हाय पॉवर लेसर वेल्डिंगमध्ये ऑक्झिलरी ब्लोइंग प्रोटेक्टिव्ह गॅस ऑक्झिलरी ब्लोइंग प्रोटेक्टिव्ह गॅस ही एक आवश्यक प्रक्रिया आहे. एकीकडे, धातूच्या पदार्थांना थुंकण्यापासून आणि फोकसिंग मिररला प्रदूषित करण्यापासून रोखण्यासाठी; दुसरीकडे, वेल्डिंग प्रक्रियेत निर्माण होणाऱ्या प्लाझ्माला जास्त फोकस करण्यापासून रोखण्यासाठी आणि लेसरला मटेरियलच्या पृष्ठभागावर पोहोचण्यापासून रोखण्यासाठी. लेसर वेल्डिंग प्रक्रियेत, वितळलेल्या पूलचे संरक्षण करण्यासाठी हेलियम, आर्गॉन, नायट्रोजन आणि इतर वायूंचा वापर केला जातो, जेणेकरून वेल्डिंग अभियांत्रिकीमध्ये वर्कपीसचे ऑक्सिडेशनपासून संरक्षण होते. वेल्डिंगच्या निकालावर संरक्षक वायूचा प्रकार, हवेच्या प्रवाहाचा आकार आणि ब्लोइंग अँगल यासारख्या घटकांचा मोठा प्रभाव असतो. वेगवेगळ्या ब्लोइंग पद्धतींचा वेल्डिंगच्या गुणवत्तेवरही विशिष्ट प्रभाव पडतो.
हेलियम सहजपणे आयनीकरण होत नाही (त्यात उच्च आयनीकरण ऊर्जा असते), ज्यामुळे लेसर सहजतेने जाऊ शकतो आणि बीम ऊर्जा वर्कपीस पृष्ठभागावर अडथळा न येता पोहोचू शकते. लेसर वेल्डिंगमध्ये वापरला जाणारा हा सर्वात प्रभावी संरक्षक वायू आहे, परंतु किंमत तुलनेने महाग आहे. आर्गॉन स्वस्त आणि घन आहे, म्हणून त्याचे संरक्षण चांगले आहे. तथापि, उच्च तापमानाच्या धातूच्या प्लाझ्माद्वारे ते सहजपणे आयनीकरण केले जाते, त्यामुळे बीमचा काही भाग वर्कपीसपासून संरक्षित होतो, ज्यामुळे वेल्डिंगची प्रभावी लेसर शक्ती कमी होते, परंतु वेल्डिंगची गती आणि प्रवेश देखील खराब होतो. आर्गॉनद्वारे संरक्षित वेल्ड्सचे पृष्ठभाग हेलियमद्वारे संरक्षित केलेल्या पृष्ठभागांपेक्षा गुळगुळीत असतात. नायट्रोजन हा संरक्षक वायू म्हणून सर्वात स्वस्त आहे, परंतु ते काही प्रकारच्या स्टेनलेस स्टील वेल्डिंगसाठी योग्य नाही, प्रामुख्याने शोषण सारख्या धातूविषयक समस्यांमुळे, ज्यामुळे कधीकधी लॅप झोनमध्ये छिद्र निर्माण होतात.
नवीन वेल्डिंग तंत्रज्ञान म्हणून, लेसर वेल्डिंगमध्ये उच्च ऊर्जा घनता, उच्च गती, उच्च अचूकता, खोल प्रवेश आणि मजबूत अनुकूलता ही वैशिष्ट्ये आहेत. त्याचा वापर अधिकाधिक व्यापक होत आहे, ज्यामुळे केवळ उत्पादन कार्यक्षमता सुधारू शकत नाही तर वेल्डिंगची गुणवत्ता देखील सुधारू शकते. लेसर वेल्डिंग तंत्रज्ञान निश्चितच मटेरियल प्रोसेसिंगच्या क्षेत्रात अधिक महत्त्वाची भूमिका बजावेल.
पोस्ट वेळ: मार्च-२८-२०२३
