ലേസർ വെൽഡർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന സാന്ദ്രീകൃത പ്രകാശ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ബീമാണ് ലേസർ. പ്രകൃതിയിൽ, വളരെ ചെറിയ (എക്സ്-റേ, ഗാമാ കിരണങ്ങൾ) മുതൽ വളരെ നീണ്ട (റേഡിയോ തരംഗങ്ങൾ) വരെയുള്ള തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുടെ ഒരു സ്പെക്ട്രത്തിൽ പ്രകാശം നിലനിൽക്കുന്നു. മനുഷ്യർക്ക് ഏകദേശം 430-690 നാനോമീറ്റർ (nm) വരെയുള്ള ദൃശ്യമായ അല്ലെങ്കിൽ 'വെളുത്ത വെളിച്ചം' തരംഗദൈർഘ്യങ്ങൾ മാത്രമേ കാണാൻ കഴിയൂ. ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ പ്രകാശ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ആംപ്ലിഫൈഡ് സാന്ദ്രതയാണ് ലേസർ ബീം. ഇത് സഹജമായ പ്രകാശമാണ്, ഇത് ദീർഘദൂരങ്ങളിൽ ഒരു ഇടുങ്ങിയ സ്ഥലത്തും ഇടുങ്ങിയ ബീമിലും ഫോക്കസ് ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ട വികിരണം വഴിയുള്ള പ്രകാശ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ചുരുക്കപ്പേരാണ് ലേസർ.

ലേസർ വെൽഡർ വർക്ക് തത്വം

റൂബി ക്രിസ്റ്റലിനുള്ളിൽ ഒരു ലേസർ ബീം ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. റൂബി ക്രിസ്റ്റൽ അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അതിൽ ഉടനീളം ക്രോമിയം ചിതറിക്കിടക്കുന്നു. ഇത് ഏകദേശം 1/2ക്രിസ്റ്റലിന്റെ 000, ഇത് സ്വാഭാവിക മാണിക്യത്തേക്കാൾ കുറവാണ്. വെള്ളി പൂശിയ കണ്ണാടികൾ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ ഇരുവശത്തും ആന്തരികമായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. കണ്ണാടിയുടെ ഒരു വശത്ത് ഒരു ചെറിയ ദ്വാരമുണ്ട്, ഈ ദ്വാരത്തിലൂടെ ഒരു ബീം പുറത്തുവരുന്നു.

റൂബി ക്രിസ്റ്റലിന് ചുറ്റും ഒരു ഫ്ലാഷ് ട്യൂബ് സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിൽ സെനോൺ നിഷ്ക്രിയ വാതകം നിറച്ചിരിക്കുന്നു. ഫ്ലാഷ് പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ളതിനാൽ സെക്കൻഡിൽ ആയിരക്കണക്കിന് ഫ്ലാഷുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

വൈദ്യുതോർജ്ജം പ്രകാശോർജ്ജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് ഫ്ലാഷ് ട്യൂബ് ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.

വൈദ്യുതോർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നതിനും ഫ്ലാഷ് ട്യൂബിലേക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് നൽകുന്നതിനും ഉചിതമായ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനായാണ് കപ്പാസിറ്റർ നൽകിയിരിക്കുന്നത്.

കപ്പാസിറ്ററിൽ നിന്നും സെനോണിൽ നിന്നും പുറന്തള്ളപ്പെടുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജം ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തെ സെക്കൻഡിൽ 1/1000 എന്ന നിരക്കിൽ വെളുത്ത ഫ്ലാഷ്‌ലൈറ്റാക്കി മാറ്റുന്നു.

റൂബി പരലുകളുടെ ക്രോമിയം ആറ്റങ്ങൾ ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ഉയർന്ന ഊർജ്ജത്തിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. താപം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ ഈ ഊർജ്ജത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗം നഷ്ടപ്പെടുന്നു. എന്നാൽ ചില പ്രകാശ ഊർജ്ജം കണ്ണാടിയിൽ പ്രതിഫലിക്കുകയും വീണ്ടും ക്രോമിയം ആറ്റങ്ങൾ ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ അവയുടെ അധിക ഊർജ്ജം ഒരേസമയം നഷ്ടപ്പെടുകയും സഹജമായ പ്രകാശത്തിന്റെ ഇടുങ്ങിയ ബീം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ കണ്ണാടിയുടെ ഒരു അറ്റത്തുള്ള ചെറിയ ദ്വാരത്തിലൂടെ പുറത്തുവരുന്നു.

ഈ ഇടുങ്ങിയ ബീം ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫോക്കസിംഗ് ലെൻസ് ഉപയോഗിച്ച് ഫോക്കസ് ചെയ്ത് വർക്ക്പീസിൽ ഒരു ചെറിയ തീവ്രമായ ലേസർ ബീം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

മെറ്റീരിയലുമായി ഇടപഴകുമ്പോൾ ലേസർ രശ്മികൾ മാറുന്നു.

തരംഗദൈർഘ്യം, പദാർത്ഥത്തിന്റെ കനം, സ്ഫടിക ഘടന, പദാർത്ഥ അഡിറ്റീവുകൾ, തന്മാത്രാ ഘടന തുടങ്ങി നിരവധി ഘടകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു വസ്തുവിന്റെ ലേസർ ഊർജ്ജ ആഗിരണം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. ലേസർ ഊർജ്ജം കടത്തിവിടുന്നതും ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതുമായ രണ്ട് പ്ലാസ്റ്റിക് വസ്തുക്കൾക്കിടയിൽ ഒരു ബോണ്ട് സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഈ മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളുടെയും ലേസറിന്റെയും ഗുണങ്ങൾ ഈ പ്രക്രിയ ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.

ഒരു ലേസർ ബീം പ്ലാസ്റ്റിക് പോലുള്ള ഏതെങ്കിലും വസ്തുക്കളുമായി ഏറ്റുമുട്ടുമ്പോൾ, അത് നേരിടുന്ന വസ്തുക്കളുടെ തരംഗദൈർഘ്യത്തെയും ഘടനയെയും അടിസ്ഥാനമാക്കി അത് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയോ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുകയോ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുകയോ ചെയ്യും. മിക്ക വസ്തുക്കളും ഈ മൂന്ന് ഇഫക്റ്റുകളുടെയും ഒരു പരിധിവരെ പ്രകടിപ്പിക്കുന്നു, പക്ഷേ വ്യത്യസ്ത അനുപാതങ്ങളിൽ. ഒരു വസ്തു ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിൽ പ്രകാശത്തിന് ഒപ്റ്റിക്കലായി വ്യക്തവും ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസറിന് വളരെ ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതുമായിരിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ നമ്മുടെ കണ്ണുകൾക്ക് അതാര്യമായിരിക്കാം, പക്ഷേ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസറിന് സുതാര്യവുമാകാം.

ലേസർ വെൽഡർ മെക്കാനിക്സ്

ലേസർ വെൽഡിംഗ് എന്നത് ഒരു സാന്ദ്രീകൃത കോഹെറന്റ് ലൈറ്റ് ബീം യോജിപ്പിക്കേണ്ട പ്രതലങ്ങളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കുന്ന താപം ഉപയോഗിച്ച് വസ്തുക്കളുടെ സംയോജനം ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രക്രിയയാണ്.

ഇനിപ്പറയുന്ന ഘട്ടങ്ങളിലൂടെയാണ് ഇത് കൈവരിക്കുന്നത്:

1. വർക്ക്പീസ് മെറ്റീരിയലുമായി ലേസർ ബീമിന്റെ ഇടപെടൽ.

2. താപചാലകതയും താപനില വർദ്ധനവും.

3. ഉരുകൽ ബാഷ്പീകരണവും ചേരലും: വെൽഡിങ്ങിനായി ലേസർ ബീം ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണം അടിസ്ഥാന ലോഹത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ അത്രയും ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയോടെ പതിക്കുന്നു, അങ്ങനെ ഉപരിതലത്തിന്റെ താപനില ഉരുകിയ നീരാവിയായി മാറുകയും താഴെയുള്ള ലോഹത്തിന്റെ ഉരുകലുകൾ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.