تُعدّ ماكينة اللحام بالليزر نوعًا من معدات اللحام الشائعة الاستخدام في الإنتاج الصناعي، كما أنها أداة لا غنى عنها في معالجة المواد بالليزر. ومنذ بدايات تطويرها وحتى نضوج تقنيتها الحالية، ظهرت أنواع عديدة من ماكينات اللحام، بما في ذلك ماكينة اللحام بالليزر المحمولة واسعة الانتشار، والتي تُعدّ أداة مساعدة فعّالة في عمليات اللحام.
لماذا يُستخدم غاز الحماية عند اللحام باستخدام ماكينة اللحام الليزرية المحمولة؟ تُعد ماكينة اللحام الليزرية المحمولة نوعًا جديدًا من طرق اللحام، وهي مُخصصة بشكل أساسي للحام المواد ذات الجدران الرقيقة والأجزاء الدقيقة، حيث تُتيح إمكانية تنفيذ اللحام النقطي، واللحام التناكبي، واللحام التراكبي، ولحام الختم، وغيرها، مع نسبة عمق عالية، وعرض لحام صغير، وحرارة منخفضة، ومنطقة متأثرة صغيرة، وتشوه ضئيل، وسرعة لحام عالية، وخط لحام ناعم وجميل، ولا يتطلب معالجة أو يتطلب معالجة بسيطة فقط بعد اللحام، وخط لحام عالي الجودة، وخالٍ من المسامية، وتحكم دقيق، وبقعة تركيز صغيرة، ودقة تحديد مواقع عالية، وسهولة في التشغيل الآلي.
1. يمكنه حماية عدسة التركيز من تلوث بخار المعادن وتناثر قطرات السائل
يمكن للغاز الواقي أن يحمي عدسة التركيز لآلة اللحام بالليزر من تلوث بخار المعدن وتناثر قطرات السائل، خاصة في اللحام عالي الطاقة، لأن عملية القذف تصبح قوية للغاية، ومن الضروري حماية العدسة في هذا الوقت.
2. يُعد الغاز الواقي فعالاً في تبديد الحماية البلازمية الناتجة عن لحام الليزر عالي الطاقة
يمتص بخار المعدن شعاع الليزر ويتأين مكونًا سحابة بلازما، كما يتأين الغاز الواقي المحيط ببخار المعدن بفعل الحرارة. في حال وجود كمية كبيرة من البلازما، فإنها تستهلك جزءًا من شعاع الليزر. تتواجد البلازما على سطح العمل كمصدر طاقة ثانوي، مما يجعل الاختراق سطحيًا ويوسع مساحة حوض اللحام.
يزداد معدل إعادة تركيب الإلكترونات بزيادة تصادمات الإلكترونات الثلاثية مع الأيونات والذرات المتعادلة، مما يقلل من كثافة الإلكترونات في البلازما. وكلما كانت الذرات المتعادلة أخف وزنًا، زاد معدل التصادم وبالتالي معدل إعادة التركيب؛ من جهة أخرى، لا يؤدي استخدام الغاز الواقي ذي طاقة التأين العالية إلى زيادة كثافة الإلكترونات بسبب تأين الغاز نفسه.
3. يمكن للغاز الواقي حماية قطعة العمل من الأكسدة أثناء اللحام
يجب أن تستخدم آلة اللحام بالليزر نوعًا من الغاز لـ يجب ضبط برنامج اللحام بحيث يُطلق الغاز الواقي أولاً ثم يُطلق الليزر، وذلك لمنع أكسدة الليزر النبضي أثناء المعالجة المستمرة. يحمي الغاز الخامل حوض اللحام المنصهر. عند لحام بعض المواد بغض النظر عن أكسدة السطح، قد لا يُؤخذ هذا الإجراء الوقائي في الاعتبار، ولكن في معظم التطبيقات، يُستخدم الهيليوم والأرجون والنيتروجين وغيرها من الغازات عادةً كحماية لمنع قطعة العمل من التعرض للأكسدة أثناء اللحام.
4. تصميم فتحات الفوهات
يُحقن غاز الحماية بضغط محدد عبر الفوهة ليصل إلى سطح قطعة العمل. يُعدّ الشكل الانسيابي للفوهة وقطر مخرجها عاملين بالغَي الأهمية. يجب أن يكون قطر الفوهة كبيرًا بما يكفي لدفع غاز الحماية المرشوش لتغطية سطح اللحام، ولكن لحماية العدسة بفعالية ومنع تلوثها بأبخرة المعدن أو تلفها بسبب تناثر المعدن، يجب أيضًا تحديد حجم الفوهة. كما يجب التحكم في معدل التدفق، وإلا سيتحول التدفق الصفائحي لغاز الحماية إلى تدفق مضطرب، وسيتداخل الهواء مع حوض المعدن المنصهر، مما يؤدي في النهاية إلى تكوّن مسامات.
في لحام الليزر، يؤثر غاز الحماية على شكل اللحام وجودته وعمق اختراقه وعرضه. في معظم الحالات، يكون لضخ غاز الحماية تأثير إيجابي على اللحام، ولكنه قد يؤدي أيضاً إلى تأثير سلبي.
دور إيجابي:
1) إن النفخ الصحيح لغاز الحماية سيحمي حوض اللحام بشكل فعال لتقليل الأكسدة أو حتى تجنبها؛
2) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تقليل التناثر الناتج أثناء اللحام بشكل فعال؛
3) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح للغاز الواقي إلى تعزيز الانتشار الموحد لحوض اللحام عند تصلبه، مما يجعل شكل اللحام موحدًا وجميلًا؛
4) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح للغاز الواقي إلى تقليل تأثير الحماية الناتج عن عمود بخار المعدن أو سحابة البلازما على الليزر بشكل فعال، وزيادة معدل الاستخدام الفعال لليزر؛
5) يمكن أن يؤدي النفخ الصحيح لغاز الحماية إلى تقليل مسامية اللحام بشكل فعال.
طالما تم اختيار نوع الغاز ومعدل تدفقه ونمط النفخ بشكل صحيح، يمكن الحصول على النتيجة المثالية. مع ذلك، فإن الاستخدام غير الصحيح للغاز الواقي سيؤدي أيضاً إلى آثار سلبية على اللحام.
الآثار الجانبية:
1) قد يؤدي النفخ غير السليم لغاز الحماية إلى لحامات رديئة:
2) قد يؤدي اختيار النوع الخاطئ من الغاز إلى حدوث تشققات في اللحام، وقد يؤدي أيضًا إلى انخفاض في الخصائص الميكانيكية للحام؛
3) قد يؤدي اختيار معدل تدفق نفخ الغاز الخاطئ إلى أكسدة أكثر خطورة للحام (سواء كان معدل التدفق كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا)، وقد يتسبب أيضًا في اضطراب معدن حوض اللحام بشكل خطير بفعل القوى الخارجية، مما يؤدي إلى انهيار اللحام أو تشكيله بشكل غير متساوٍ؛
4) إن اختيار طريقة حقن الغاز الخاطئة سيؤدي إلى فشل اللحام في تحقيق تأثير الحماية أو حتى عدم وجود تأثير حماية على الإطلاق أو التأثير السلبي على تكوين اللحام؛
5) إن نفخ الغاز الواقي سيكون له تأثير معين على اختراق اللحام، خاصة عند لحام الصفائح الرقيقة، حيث سيؤدي ذلك إلى تقليل اختراق اللحام.
يُستخدم الهيليوم عادةً كغاز واقٍ، فهو يُقلل البلازما إلى أقصى حد، مما يزيد من عمق الاختراق وسرعة اللحام؛ كما أنه خفيف الوزن وسهل التسرب، ولا يُسبب المسام بسهولة. وبالتأكيد، من واقع خبرتنا في اللحام، فإن استخدام غاز الأرجون كغاز واقٍ ليس سيئًا.
إذا كنت ترغب في معرفة المزيد عن اللحام بالليزر، أو ترغب في شراء أفضل ماكينة لحام بالليزر تناسبك،يرجى ترك رسالة على موقعنا الإلكتروني وإرسال بريد إلكتروني إلينا مباشرة!
تاريخ النشر: 4 فبراير 2023
