استخدام الليزر فى عمليات لحام و قطع المعادن

لحام المعادن:
تنتج عكلية لحام المعادن عن طريق رفع درجة المعادن الى الانصهار ثم جمعهما معا
ويعتبر الليزرمن افضل انواع اللحام لما يتميز به من امكانية الحصول على نقط لحام تبدا من 2مم
ويتميز بالدقة و صغر نقط اللحام و السرعة و صغر مدى التشوية فى سطح المعدن
كما يتميز بالقدرة الحصول على مدى واسع للطاقة المتولدة منه
كما ان له قدرة على لحام العديد من الخامات كالاستانلس و الصلب الكربونى و التيتانيوم و الالومنيوم
ويمكنه لحام الخامات المختلفة
ولايقتصر اللحام بالليزر على المعادن فقط ولكن يمكنه غلق وختم اطراف الزجاج وختم الزجاج مع المعدن
ويمكن استخدامه فى لحام اللدائن
كما اناللحام بالليزر يمكن ان يقدم بعض العمليات الاضافية كالقطع للالواح ذات السمك الصغير(صاج السيارات مثلا)وثقب المشغولات و الكتابة و وضع الاختام التسلسلية على المعادن (كما فى شاسية السيارات)


ومن المعروف عن اجهزة اللحام انها اما تقدم لحام نقطة او الشريط(الدرزseam welding)
ولكن اجهزة اللحام باليزر يمكن ان تقدم الشكلين حيث يكون الشعاع بصورة متقطعة للحام النقطة
او يكون بصورة متصلة مع لحام الشريط


وعلى الرغم من ان الليزر ظهر منذ 20 سنة تقريبا الا انة لم يستعمل الا بعد حينوذلك لعدم الالمام الكامل بقدرات الليزر وارتفاع تكلفته وحاجتة لظروف عمل واجراءات وقائية حازمة كما ان ماكينات الليزر يعيبها كبر حجمها مما يفرض عند استخدامها ان تكون داخل حيز منفصل كبير


ولقد قدر عدد الماكينات المستخدمة فى اللحام و القطع و الثقب بـ2000 ماكينة حتى الان ومنالمتوقع ان يصل هذا العددالى30000 ماكينة فى ال15 سنة المقبلة


اللحام بالليزر:
تنتج بتسليط شعاع الليزر على المعادن حيث يمتص سطح المعدن شعاع لضوء و تحولة الى طاقة حرارية و هكذا تتولد الطاقة الحرارية التى تعمل على صهر المعدن
ويستخدم الليزر فى صورتين اما الشعاع المرئى او الاشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرو المغناطيسى وهذا الشعاع يمكن نقله من المصدرالى المعدن باى وسيلة بصرية تعمل على توجيه و تركيز الشعاع فى نقط صغيرة جدا ولان الليزر يتميز عن الضوء العادى بتماسكه وامكانية ارساله لمسافات بعيدة دون فقد يذكر من كفاءتة او طاقته لذلك هو يعتبر الافضل فى عمليات لحام المناطق الصغيرة عن الطرق لتقليدية للحام


ولكن يعيبة عدم كفائة تحويل الطاقة الكهربية الى طاقة ضوئية لانتاج الليزر وذلك لان افضل انواع الليزر لا تقدم الا15:5% من الطاقة الماخوذة من المصدر الكهربائى و الباقى فاقد


عملية ثقب المفتاح(key holing):
وهو من اشهر عمليات الثقب النقطة حيث ان طاقة الشعاع اللازم لعملية الثقب تكون اكبر من 106 وات /سم2 لعمل اختراق عميق فى سطح المعدن حيث عند سقوط الشعاع على لسطح الخارجى للمعدن يعمل على رفع درجة حرارة النقطة المرتكز عليها الى درجة الغليان ولايلبث ان يذهب الشعاع الى العمق تدريجيا
ومن الجدير بالذكر ان الغازات المعدنية المؤينة المتصاعدة من المعدن تعمل على امتصاص المزيد من الطاقة فتحجز نحو95% من طاقة الشعاع تاخذ الحجم الاسطوانى (كشكل الثقب) وتصل درجة الحرارة الى
25000 درجة مئوية مما يعطى سرعة لعملية الثقب اكبر منثقب السطح
المعادن ذات درجة الحرارة المنخفضة تنتج كمية اكبر من الغازات المؤينة


اثناء عمليات الثقب تحدث بعض التفاعلات الكميائية كالاكسدة أو النيترة مع العازات المحيطة وهى تسبب بعض المشاكل حيث ان اكاسيد هذة المعادن لها نقطة انصهار اعلى من درجات الحرارة التى للمعادن وذلك ينتج نقط لحام هشة ومسامية لذلك يتم الحام فى بيئة معزولة و يحاط بالغازات الخاملة كالهليوم او الارجون




انواع الحام باليزر:
1-clear weld
2-co2laser welding
3-diode laser welding
4-excimer laser welding
5-Nd:yag laser welding

لمزيد من المعلومات عن هذة الانواع برجاء زيارة الموقع:
http://www.twi.co.uk/j32k/Menu/340

المصدر لهذا الموضوع:
http://www.uslasercorp.com/applications.html