مقاله جوشکاری بوسیله پرتو لیزر

مقاله جوشکاری بوسیله پرتو لیزر

چکیده

 درسالهای اخیر جوشکاری بوسیله پرتو لیزر یا جوشکاری بوسیله لیزرهای دوتایی به یک تکنیک متداول تبدیل گردیده است. مطالعات گذشته نشان می دهد استفاده از پرتوی لیزر دوتایی می تواند اصابت بر آمدگی هات را در سرعت بالا اتفاق نی افتد به تاخیر انداخته و باعث کم شدن سرعت سود کردن می شود. در طول این مطالعات یک آزمایش با جزئیات کامل برای نشان دادن مزایای لیزرهای دوتایی و درک بهتر مکانیزم برای بهبود کیفیت انجام پذیرفت. در این آزمایش از یک لیزر    کیلو وات که به دو انشعاب تقسیم شده بود بطوریکه تین دو پرتو در پشت سر هم قرار داشتند. برا ی جوشکاری استفاده شده آزمایش نشان داد که لیزرهای دو تایی بصورت فاحشی کیفیت را بهبود می بخشند. برای فولاد ها ، کیفیت سطحی با کاهش عیوبی از قبیل ، فوران حوضچه ، ترکهای داخلی و بالا رفتن چقرمگی ، کاهش ترک مزکزی بالا رفته و در آلمینیوم نیز این بهبود شامل ایجاد سطحی صاف وکاهش عیوبی از قبیل آخال ها ، سوراخهای سطحی و ترکهای زیرین می باشد.

مقدمه:

جوشکاری با لیزر بطور گسترده ای در صنایع اتومبیل سازی فضایی ، الکترونیک و صنایع سنگین برای اتصال فلزات مختلف بکار گرفته می شود. در صنایع اتومبیل سازی لیزرهای قدرت بالا جهت جوشکاری قسمت های زیادی از قبیل بدنه ، اگزوز و ... استفاده می شود گزارش شده در حدود 70 میلیون درز جوش در سال 2000 بطور کلی در سال 2000 بطور مناسب جوشکاری شده که این آمار در سال 2001 به 95 میلیون می رسد.

این آنالیز تئوری نشان می دهد سرعت سرد شدن در مرکز جوش از 1004  برای یک لیزر تک پرتو به  570 برای حالت دو پرتو که به فاصله 10 میلیمتر از یکدیگر و قدرت 8/1 کیلووات دارد می رسد . همچنین گزارش شده است لیزرهای دو تایی باعث کم شدن   ها و همچنین جلوگیری از ترک خوردگی  جوشکاری در آلیاژهای آلومینیوم می شوند. هنگامی که قسمت عمدۀ لیزر اول بر روی سطح متمرکز شده و لیزر دوم بصورت غیر متمرکز در فاصله 2 میلیمتری بالای قطعه کار قرار دارد مقدار آخال می تواند بصورت زیادی کاهش یابد.

با استفاده از دوربین سرعت بالا مشخص شد که در جوشکاری تک پرتویی توده بخار بالای قطعه کار که ناپایدار بوده و دارای نوسانات حجمی و ارتفاعی زیادی در جوشکاری فولادها می باشد میانگین نوسانات 2/1 کیلو هرتز بود ناپایداری توده باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل سطحی و لایه ای بی شکل و پاشش می شد.

توده بخار که در حالت دو پرتویی متوقف شده بود نیز مشخص شد اما ارتفاع و حجم توده کمی تغییر می کرد توده بخار پایدار در حالت برخورد دو پرتو لیزر می تواند با ممتد شدن سوراخ کلید را باز نگه داشته و از فوران در حین جوشکاری ممانعت کند افزایش پایداری فرآیند باعث افزایش پایداری کیفیت جوش شود.