ലേസർ വെൽഡിങ്ങിന്റെ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങളിലേക്കുള്ള ഒരു ഗൈഡ്

ലേസർ വെൽഡിംഗ് അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങൾ

ലേസർ വെൽഡിംഗ് എന്നത് ഒരു നോൺ-കോൺടാക്റ്റ് പ്രക്രിയയാണ്, വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുന്ന ഭാഗങ്ങളുടെ ഒരു വശത്ത് നിന്ന് വെൽഡ് സോണിലേക്ക് പ്രവേശനം ആവശ്യമാണ്.

• തീവ്രമായ ലേസർ പ്രകാശം വസ്തുവിനെ വേഗത്തിൽ ചൂടാക്കുമ്പോഴാണ് വെൽഡ് രൂപപ്പെടുന്നത് - സാധാരണയായി മില്ലി-സെക്കൻഡുകളിൽ കണക്കാക്കുന്നു.

• സാധാരണയായി 3 തരം വെൽഡുകൾ ഉണ്ട്:

– ചാലക മോഡ്.

– ചാലകം/നുഴഞ്ഞുകയറ്റ രീതി.

– പെനട്രേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കീഹോൾ മോഡ്.

• കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയിൽ കണ്ടക്ഷൻ മോഡ് വെൽഡിംഗ് നടത്തുന്നു, ആഴം കുറഞ്ഞതും വീതിയുള്ളതുമായ ഒരു വെൽഡ് നഗ്ഗറ്റ് രൂപപ്പെടുന്നു.

• ചാലക/പെനട്രേഷൻ മോഡ് ഇടത്തരം ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയിലാണ് സംഭവിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ചാലക മോഡിനേക്കാൾ കൂടുതൽ വ്യാപനം കാണിക്കുന്നു.

• പെനട്രേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ കീഹോൾ മോഡ് വെൽഡിങ്ങിന്റെ സവിശേഷത ആഴത്തിലുള്ള ഇടുങ്ങിയ വെൽഡുകളാണ്.

- ഈ മോഡിൽ ലേസർ പ്രകാശം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെട്ട വസ്തുക്കളുടെ ഒരു ഫിലമെന്റ് രൂപപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് "കീഹോൾ" എന്നറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് മെറ്റീരിയലിലേക്ക് വ്യാപിക്കുകയും ലേസർ പ്രകാശം മെറ്റീരിയലിലേക്ക് കാര്യക്ഷമമായി എത്തിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ചാനൽ നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.

- പദാർത്ഥത്തിലേക്ക് നേരിട്ട് ഊർജ്ജം എത്തിക്കുന്നത് ചാലകതയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, അതുവഴി പദാർത്ഥത്തിലേക്കുള്ള താപം കുറയ്ക്കുകയും താപ ബാധിത മേഖല കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

കണ്ടക്ഷൻ വെൽഡിംഗ്

• ലേസർ ബീം കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്ന പ്രക്രിയകളുടെ ഒരു കുടുംബത്തെയാണ് ചാലക ജോയിങ് വിവരിക്കുന്നത്:

– 10³ Wmm⁻² എന്ന ക്രമത്തിൽ പവർ ഡെൻസിറ്റി നൽകാൻ

– കാര്യമായ ബാഷ്പീകരണമില്ലാതെ ഒരു സംയുക്തം സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് മെറ്റീരിയൽ ലയിപ്പിക്കുന്നു.

• കണ്ടക്ഷൻ വെൽഡിങ്ങിന് 2 മോഡുകൾ ഉണ്ട്:

- നേരിട്ടുള്ള ചൂടാക്കൽ

- ഊർജ്ജ പ്രക്ഷേപണം.

നേരിട്ടുള്ള ചൂട്

• നേരിട്ട് ചൂടാക്കുമ്പോൾ,

- ഉപരിതല താപ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നുള്ള ക്ലാസിക്കൽ താപ ചാലകതയാണ് താപപ്രവാഹത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത്, കൂടാതെ വെൽഡ് അടിസ്ഥാന വസ്തുക്കളുടെ ഭാഗങ്ങൾ ഉരുക്കിയാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്.

• ആദ്യത്തെ കണ്ടക്ഷൻ വെൽഡുകൾ 1 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ നിർമ്മിച്ചു, കുറഞ്ഞ പവർ പൾസ്ഡ് റൂബി ഉപയോഗിച്ചു, CO2 വയർ കണക്ടറുകൾക്കുള്ള ലേസറുകൾ.

• വിവിധ കോൺഫിഗറേഷനുകളിൽ വയറുകളുടെയും നേർത്ത ഷീറ്റുകളുടെയും രൂപത്തിൽ വിവിധ ലോഹങ്ങളിലും ലോഹസങ്കരങ്ങളിലും കണ്ടക്ഷൻ വെൽഡുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

- CO2 , പതിനായിരക്കണക്കിന് വാട്ട്സ് പവർ ലെവലുകളുള്ള Nd:YAG, ഡയോഡ് ലേസറുകൾ.

– നേരിട്ടുള്ള ചൂടാക്കൽ a വഴി CO2 പോളിമർ ഷീറ്റുകളിലെ ലാപ്, ബട്ട് വെൽഡുകൾക്കും ലേസർ ബീം ഉപയോഗിക്കാം.

ട്രാൻസ്മിഷൻ വെൽഡിംഗ്

• Nd:YAG യുടെയും ഡയോഡ് ലേസറുകളുടെയും നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണം പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്ന പോളിമറുകളെ യോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള കാര്യക്ഷമമായ ഒരു മാർഗമാണ് ട്രാൻസ്മിഷൻ വെൽഡിംഗ്.

• നൂതനമായ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ആഗിരണ രീതികളിലൂടെയാണ് ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നത്.

• മാട്രിക്സിന്റെയും ബലപ്പെടുത്തലിന്റെയും താപ ഗുണങ്ങൾ സമാനമാണെങ്കിൽ മാത്രമേ സംയുക്തങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ കഴിയൂ.

• ഇൻഫ്രാറെഡ് വികിരണത്തിന് സമീപം പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്ന വസ്തുക്കളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് പോളിമറുകളിൽ, ചാലക വെൽഡിങ്ങിന്റെ ഊർജ്ജ പ്രക്ഷേപണ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

• ഒരു ലാപ് ജോയിന്റിന്റെ ഇന്റർഫേസിൽ ഒരു ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന മഷി സ്ഥാപിക്കുന്നു. മഷി ലേസർ ബീം ഊർജ്ജത്തെ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുക്കളുടെ പരിമിതമായ കനത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടുകയും വെൽഡഡ് ജോയിന്റായി ദൃഢീകരിക്കുന്ന ഒരു ഉരുകിയ ഇന്റർഫേഷ്യൽ ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

• ജോയിന്റിന്റെ പുറംഭാഗങ്ങൾ ഉരുകാതെ തന്നെ കട്ടിയുള്ള സെക്ഷൻ ലാപ് ജോയിന്റുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.

• ജോയിന്റിന്റെ ഒരു വശത്തുള്ള മെറ്റീരിയലിലൂടെയോ, ഉയർന്ന ട്രാൻസ്മിസിവ് സ്വഭാവമുള്ളതാണെങ്കിൽ ഒരു അറ്റത്തുനിന്നോ ഊർജ്ജം ജോയിന്റ് ലൈനിലേക്ക് ഒരു കോണിൽ തിരിച്ചുവിട്ടുകൊണ്ട് ബട്ട് വെൽഡുകൾ നിർമ്മിക്കാം.

ലേസർ സോൾഡറിംഗും ബ്രേസിംഗും

• ലേസർ സോൾഡറിംഗ്, ബ്രേസിംഗ് പ്രക്രിയകളിൽ, ബീം ഒരു ഫില്ലർ അഡീഷൻ ഉരുക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് അടിസ്ഥാന മെറ്റീരിയൽ ഉരുകാതെ ജോയിന്റിന്റെ അരികുകൾ നനയ്ക്കുന്നു.

• പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളിലെ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളുടെ ലീഡുകൾ യോജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ലേസർ സോൾഡറിംഗ് 1980 കളുടെ തുടക്കത്തിൽ പ്രചാരം നേടാൻ തുടങ്ങി. മെറ്റീരിയൽ ഗുണങ്ങളാണ് പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.

പെനട്രേഷൻ ലേസർ വെൽഡിംഗ്

• ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റിയിൽ ഊർജ്ജം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ കഴിയുമെങ്കിൽ എല്ലാ വസ്തുക്കളും ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും. അങ്ങനെ, ഈ രീതിയിൽ വെൽഡിംഗ് ചെയ്യുമ്പോൾ സാധാരണയായി ബാഷ്പീകരണം വഴി ഒരു ദ്വാരം രൂപം കൊള്ളുന്നു.

• ഈ "ദ്വാരം" പിന്നീട് മെറ്റീരിയലിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ഉരുകിയ ഭിത്തികൾ പിന്നിൽ അടയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

• ഇതിന്റെ ഫലമായി "കീഹോൾ വെൽഡ്" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. സമാന്തര വശങ്ങളുള്ള ഫ്യൂഷൻ സോണും വീതി കുറഞ്ഞ വീതിയും ഇതിന്റെ സവിശേഷതയാണ്.

ലേസർ വെൽഡിംഗ് കാര്യക്ഷമത

• കാര്യക്ഷമത എന്ന ആശയത്തെ നിർവചിക്കുന്ന ഒരു പദം "ചേരൽ കാര്യക്ഷമത" എന്നറിയപ്പെടുന്നു.

• ചേരൽ കാര്യക്ഷമത ഒരു യഥാർത്ഥ കാര്യക്ഷമതയല്ല, കാരണം അതിൽ (mm2 ജോയിൻഡ് /kJ വിതരണം ചെയ്തു) യൂണിറ്റുകൾ ഉണ്ട്.

– കാര്യക്ഷമത=Vt/P (മുറിക്കലിലെ നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജത്തിന്റെ പരസ്പരബന്ധം) ഇവിടെ V = ട്രാവേഴ്സ് വേഗത, mm/s; t = വെൽഡിംഗ് കനം, mm; P = ഇൻസിഡന്റ് പവർ, KW.

ചേരൽ കാര്യക്ഷമത

• ജോയിനിംഗ് കാര്യക്ഷമതയുടെ മൂല്യം കൂടുന്തോറും അനാവശ്യമായ ചൂടാക്കലിൽ കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജം മാത്രമേ ചെലവഴിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ.

– താഴ്ന്ന താപ ബാധിത മേഖല (HAZ).

- കുറഞ്ഞ വികലത.

• വെൽഡിംഗ് ചെയ്യേണ്ട ഉയർന്ന പ്രതിരോധ ഇന്റർഫേസിൽ മാത്രമേ ഫ്യൂഷനും HAZ ഊർജ്ജവും ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ എന്നതിനാൽ റെസിസ്റ്റൻസ് വെൽഡിംഗ് ഈ കാര്യത്തിൽ ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമമാണ്.

• ലേസർ, ഇലക്ട്രോൺ ബീം എന്നിവയ്ക്കും നല്ല കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്ന പവർ സാന്ദ്രതയും ഉണ്ട്.

പ്രക്രിയ വ്യതിയാനങ്ങൾ

• ആർക്ക് ഓഗ്മെന്റഡ് ലേസർ വെൽഡിംഗ്.

– ലേസർ ബീം ഇന്ററാക്ഷൻ പോയിന്റിന് സമീപം സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു TIG ടോർച്ചിൽ നിന്നുള്ള ആർക്ക് ലേസർ ജനറേറ്റഡ് ഹോട്ട് സ്പോട്ടിലേക്ക് യാന്ത്രികമായി ലോക്ക് ചെയ്യും.

- ഈ പ്രതിഭാസത്തിന് ആവശ്യമായ താപനില ചുറ്റുപാടുമുള്ള താപനിലയേക്കാൾ ഏകദേശം 300°C കൂടുതലാണ്.

– ട്രാവേഴ്സ് വേഗത കാരണം അസ്ഥിരമായ ഒരു ആർക്കിനെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുകയോ സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു ആർക്കിന്റെ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ ഫലം.

– കുറഞ്ഞ കറന്റ് ഉള്ളതും അതിനാൽ വേഗത കുറഞ്ഞ കാഥോഡ് ജെറ്റ് ഉള്ളതുമായ ആർക്കുകൾക്ക് മാത്രമേ ലോക്കിംഗ് സംഭവിക്കൂ; അതായത്, 80A-യിൽ താഴെയുള്ള കറന്റുകൾക്ക്.

– ലേസറിന്റെ അതേ വശത്താണ് ആർക്ക് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്, ഇത് വെൽഡിംഗ് വേഗത ഇരട്ടിയാക്കാനും മൂലധനച്ചെലവിൽ നേരിയ വർദ്ധനവ് വരുത്താനും അനുവദിക്കുന്നു.

• ട്വിൻ ബീം ലേസർ വെൽഡിംഗ്

- 2 ലേസർ ബീമുകൾ ഒരേസമയം ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, വെൽഡ് പൂൾ ജ്യാമിതിയും വെൽഡ് ബീഡിന്റെ ആകൃതിയും നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള സാധ്യതയുണ്ട്.

– 2 ഇലക്ട്രോൺ ബീമുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, കീഹോൾ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, ഇത് വെൽഡ് പൂളിൽ കുറച്ച് തരംഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുകയും മികച്ച നുഴഞ്ഞുകയറ്റവും ബീഡ് ആകൃതിയും നൽകുകയും ചെയ്യും.

– ഒരു എക്‌സൈമറും CO2 അലൂമിനിയം അല്ലെങ്കിൽ ചെമ്പ് പോലുള്ള ഉയർന്ന പ്രതിഫലനശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കളുടെ വെൽഡിങ്ങിനായി മെച്ചപ്പെട്ട കപ്ലിംഗ് ലഭിക്കുമെന്ന് ലേസർ ബീം കോമ്പിനേഷൻ കാണിച്ചു.

– മെച്ചപ്പെടുത്തിയ കപ്ലിംഗ് പ്രധാനമായും പരിഗണിച്ചത് ഇനിപ്പറയുന്ന കാരണങ്ങളാലാണ്:

• എക്‌സൈമർ മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രതല അലകൾ വഴി പ്രതിഫലനശേഷിയിൽ മാറ്റം വരുത്തൽ.

• എക്‌സൈമർ ജനറേറ്റഡ് പ്ലാസ്മയിലൂടെയുള്ള സംയോജനത്തിൽ നിന്ന് ഉണ്ടാകുന്ന ഒരു ദ്വിതീയ പ്രഭാവം.