اللحام بالليزريُعدّ اللحام بالليزر أحد الجوانب المهمة لتطبيقات تقنية معالجة المواد بالليزر. ويُستخدم بشكل أساسي في لحام المواد ذات الجدران الرقيقة واللحام البطيء. تعتمد عملية اللحام على التوصيل الحراري، حيث يُسخّن إشعاع الليزر سطح قطعة العمل، ثم تنتشر الحرارة السطحية إلى الداخل عبر التوصيل الحراري. ومن خلال التحكم في معايير مثل عرض نبضة الليزر، وطاقتها، وقوة الذروة، وتردد تكرارها، تنصهر قطعة العمل لتُشكّل حوضًا منصهرًا محددًا. ويُستخدم هذا النوع من اللحام على نطاق واسع في مجالات تصنيع الآلات، والفضاء، وصناعة السيارات، وتعدين المساحيق، وصناعة الإلكترونيات الدقيقة الطبية الحيوية، وغيرها.
مع النمو الهائل لمركبات الطاقة الجديدة، ساهم توسع إنتاج بطاريات الطاقة في نمو لحام الليزر. ومنذ النصف الثاني من عام 2018، اكتسب لحام الليزر المحمول شعبية متزايدة، وأصبح نقطة مضيئة في سوق لحام الليزر خلال النصف الأول من هذا العام. وبالنظر إلى المستوى التقني الحالي وسيناريوهات التطبيق لـاللحام بالليزر المحمول باليد، ومن المرجح جداً أن تحل محل سوق آلات اللحام التقليدية بتقنية TIG (لحام قوس الأرجون).
في السنوات الأخيرة،ليزر الأليافلقد حققت تقدماً كبيراً، وتشمل مزاياها بشكل أساسي: معدل تحويل كهروضوئي عالي، وتبديد سريع للحرارة، ومرونة جيدة، وقدرة قوية على مقاومة التداخل، وتكلفة منخفضة، وعمر طويل، وعدم الحاجة إلى التعديل أو الصيانة، واستقرار عالٍ، وحجم صغير. كما تطورت معدات اللحام بالليزر المحمولة باليد التي تستخدم ليزرات الألياف تدريجياً.
اللحام بالليزريتطلب اللحام بالليزر دقة عالية في تجميع قطعة العمل، كما أن خط اللحام عرضة للعيوب. ولحل هذه المشكلة، استعان المصمم بمعدات اللحام بالليزر ذات المستوى الخاص لتطوير جهاز لحام ليزري محمول مزود ببقعة متأرجحة. يتميز الليزر بتأرجح على شكل الرقم "8" أو "0"، مما يقلل من دقة تجميع قطعة العمل ويزيد من عمق اختراق اللحام. بعد سلسلة من التحسينات والتطويرات، أصبح جهاز اللحام الليزري المحمول الشائع حاليًا بقدرة تتراوح بين 0.5 و1.5 كيلوواط، وبحجم ووزن مماثلين لآلات لحام القوس الكهربائي بالأرجون، مما يُمكّنه من لحام الصفائح المعدنية بسماكة 3 مم أو أقل. ولحل مشكلة ضعف قوة اللحام في هياكل اللحام بالليزر، قام مصنعو المعدات في السنوات الأخيرة بدمج أجهزة تغذية الأسلاك الأوتوماتيكية مع اللحام بالليزر، وطوروا جهاز لحام ليزري محمول مزود بخاصية تغذية الأسلاك تلقائيًا، مما يلبي احتياجات لحام الصفائح المعدنية الرقيقة التي يقل سمكها عن 4 مم. يمكن للحام أن يحل محل لحام القوس الأرجون ويتفوق عليه بشكل أساسي، ويحقق سرعة عالية، ومدخلات حرارية منخفضة، وتشوهًا صغيرًا، ولحامًا منخفض التكلفة وصديقًا للبيئة، وتكون تكلفة التصنيع أقل من تكلفة لحام القوس الأرجون في ظل نفس الظروف.
أثناء التشغيل، يتميز رأس ماكينة اللحام اليدوي بعرض مسح صغير وقطر بقعة صغير، لذا يقوم بالمسح من نقطة إلى أخرى خطًا تلو الآخر أثناء اللحام، مُشكلاً بذلك خرزة اللحام. وبالمقارنة مع ماكينة اللحام البارد التقليدية، فإن سرعة اللحام في ماكينة اللحام الليزري اليدوية أسرع، كما أن عملية اللحام بضربة واحدة تجعلها أكثر ملاءمة للحام كميات كبيرة من اللحامات المستقيمة الطويلة.
تتميز ماكينة اللحام بالليزر المحمولة بصغر حجمها، وعادةً ما تكون مزودة برؤوس لحام يدوية متنوعة. ويمكن اختيار رؤوس اللحام اليدوية المناسبة لاحتياجات القطع المعدنية المختلفة، مثل اللحام الخارجي، واللحام الداخلي، واللحام بزاوية قائمة، ولحام الحواف الضيقة، ولحام النقاط الكبيرة. كما تتميز هذه الماكينة بتنوع المنتجات التي يمكن لحامها، ومرونة أكبر في تشكيلها. لذا، تُعد ماكينات اللحام بالليزر المحمولة الخيار الأمثل لورش الإنتاج التي تُعنى بالمعالجة على نطاق صغير واللحام غير واسع النطاق.
تختلف درجات انصهار المواد المعدنية المختلفة، لذا فإن ضبط معايير اللحام لأنواع مواد اللحام المختلفة أمر معقد نسبيًا، كما أن الخصائص الفيزيائية الحرارية لمواد اللحام تختلف باختلاف تغيرات درجة الحرارة. ويختلف معدل امتصاص الليزر لأنواع المواد المختلفة أيضًا باختلاف درجة الحرارة. وتشمل العوامل الأخرى انصهار وصلة اللحام والتطور البنيوي للمنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء تصلب اللحام، وعيوب وصلة ماكينة اللحام الليزرية المحمولة، وإجهاد اللحام، والتشوه الحراري، وغيرها. ولكن الأهم من ذلك كله هو تأثير اختلاف خصائص مواد اللحام على الخصائص الكلية والجزئية للحام.
ما هي المواد التي يمكنماكينة لحام ليزرية محمولة باليدلحام؟
1. الفولاذ المقاوم للصدأ
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ بمعامل تمدد حراري عالٍ، مما يجعله عرضةً لارتفاع درجة الحرارة أثناء اللحام. وعندما تكون منطقة التأثير الحراري كبيرةً بعض الشيء، قد يتسبب ذلك في مشاكل تشوه خطيرة. مع ذلك، فإن الحرارة المتولدة من ماكينة اللحام بالليزر المحمولة خلال عملية اللحام منخفضة. وبالإضافة إلى الموصلية الحرارية المنخفضة نسبيًا، ومعدل امتصاص الطاقة العالي، وكفاءة انصهار الفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن الحصول على لحامات متقنة وناعمة وجميلة بعد اللحام.
2. الفولاذ الكربوني
يمكن لحام الفولاذ الكربوني العادي مباشرةً باستخدام اللحام الليزري اليدوي، وتكون النتيجة مماثلة للحام الفولاذ المقاوم للصدأ، مع منطقة متأثرة بالحرارة أصغر. أما عند لحام الفولاذ الكربوني المتوسط والعالي، فتكون درجة الحرارة المتبقية مرتفعة نسبيًا، لذا يُنصح بالتسخين المسبق قبل اللحام والحفاظ على الحرارة بعده لتخفيف الإجهاد وتجنب التشققات. هنا نتحدث عن آلة اللحام البارد. يمكن لحام أو إصلاح الفولاذ الكربوني المتوسط والعالي بسرعة منخفضة باستخدام اللحام البارد وسلك لحام الحديد الزهر. من حيث التحكم في درجة الحرارة، تُحسّن آلة اللحام البارد من كفاءة اللحام الليزري اليدوي في تقليل الحرارة المتبقية بعد اللحام.
3. فولاذ القوالب
وهو مناسب للحام أنواع مختلفة من فولاذ القوالب، وتأثير اللحام جيد جداً.
4. الألومنيوم وسبائك الألومنيوم
يُعدّ الألومنيوم وسبائكه من المواد العاكسة للضوء، وقد تظهر المسامية في حوض اللحام المنصهر أو عند جذر اللحام أثناء عملية اللحام. وبالمقارنة مع المعادن الأخرى، يتطلب الألومنيوم وسبائكه معايير أكثر دقة، ولكن طالما كانت معايير اللحام المختارة مناسبة، يُمكن الحصول على خط لحام يتمتع بنفس الخواص الميكانيكية للمعدن الأساسي.
5. النحاس وسبائك النحاس
تتميز مادة النحاس بموصلية حرارية عالية جدًا، مما قد يؤدي إلى عدم اكتمال اللحام وانصهار جزئي. عادةً ما يتم تسخين النحاس أثناء عملية اللحام لتسهيلها. في هذه الحالة، نتحدث عن مواد نحاسية رقيقة. أما اللحام بالليزر اليدوي، فيُمكنه اللحام مباشرةً، نظرًا لتركيز طاقته وسرعته العالية، مما يجعله أقل تأثرًا بالموصلية الحرارية العالية للنحاس.
6. اللحام بين المواد المختلفة
يمكن استخدام ماكينة اللحام بالليزر المحمولة يدويًا للحام مجموعة متنوعة من المعادن المختلفة، مثل النحاس والنيكل، والنيكل والتيتانيوم، والنحاس والتيتانيوم، والتيتانيوم والموليبدينوم، والنحاس الأصفر والنحاس، والفولاذ منخفض الكربون والنحاس، وغيرها من المعادن المختلفة. ويمكن إجراء اللحام بالليزر في أي ظروف (غاز أو درجة حرارة).
تُعدّ ماكينة اللحام بالليزر المحمولة منتجًا شائع الاستخدام في صناعة اللحام، ويعود ذلك أساسًا إلى أنها، رغم سعرها المرتفع نسبيًا، تُوفّر تكاليف العمالة بشكل ملحوظ. فتكلفة عمال اللحام مرتفعة، واستخدام هذه الماكينة يُسهّل عملية توظيفهم ويُقلّل من تكاليفهم. علاوة على ذلك، حظيت ماكينة اللحام بالليزر المحمولة بإشادة واسعة من آلاف العملاء بفضل عمرها التشغيلي الطويل واستهلاكها المنخفض للطاقة.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن التنظيف بالليزر، أو ترغب في شراء أفضل جهاز تنظيف بالليزر يناسبك، يرجى ترك رسالة على موقعنا الإلكتروني وإرسال بريد إلكتروني إلينا مباشرة!
تاريخ النشر: 3 ديسمبر 2022
