การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพาจะเข้ามาแทนที่ตลาดการเชื่อมแบบดั้งเดิม

การเชื่อมด้วยเลเซอร์การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในแง่มุมที่สำคัญของการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการแปรรูปวัสดุด้วยเลเซอร์ โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมวัสดุผนังบางและการเชื่อมความเร็วต่ำ กระบวนการเชื่อมเป็นแบบการนำความร้อน กล่าวคือ รังสีเลเซอร์จะให้ความร้อนแก่พื้นผิวของชิ้นงาน และความร้อนจากพื้นผิวจะแพร่กระจายเข้าไปด้านในผ่านการนำความร้อน โดยการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความกว้าง พลังงาน กำลังสูงสุด และความถี่ในการทำซ้ำของพัลส์เลเซอร์ ชิ้นงานจะหลอมละลายกลายเป็นบ่อหลอมเหลวที่เฉพาะเจาะจง มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตเครื่องจักร การบินและอวกาศ อุตสาหกรรมยานยนต์ โลหะวิทยาผง อุตสาหกรรมไมโครอิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ และสาขาอื่นๆ

 

ด้วยการเติบโตอย่างรวดเร็วของยานยนต์พลังงานใหม่ การขยายตัวของการผลิตแบตเตอรี่กำลังสูงได้ผลักดันการเติบโตของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ตั้งแต่ครึ่งหลังของปี 2018 การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพาได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ และกลายเป็นจุดเด่นในตลาดการเชื่อมด้วยเลเซอร์ในช่วงครึ่งแรกของปีนี้ ด้วยระดับเทคโนโลยีและสถานการณ์การใช้งานในปัจจุบันการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพกพามีความเป็นไปได้สูงที่จะเข้ามาแทนที่ตลาดเครื่องเชื่อม TIG แบบดั้งเดิม (การเชื่อมด้วยอาร์กอาร์กอน)

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเลเซอร์ไฟเบอร์อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ได้พัฒนาไปอย่างมาก โดยมีข้อดีหลักๆ ได้แก่ อัตราการแปลงพลังงานแสงเป็นไฟฟ้าสูง การระบายความร้อนเร็ว ความยืดหยุ่นดี ความสามารถในการต้านทานการรบกวนสูง ต้นทุนต่ำ อายุการใช้งานยาวนาน ไม่ต้องปรับแต่ง ไม่ต้องบำรุงรักษา มีเสถียรภาพสูง ขนาดเล็ก นอกจากนี้ อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ก็ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน

การเชื่อมด้วยเลเซอร์การเชื่อมด้วยเลเซอร์นั้นต้องการความแม่นยำในการประกอบชิ้นงานสูง และรอยเชื่อมมักเกิดข้อบกพร่องได้ง่าย เพื่อแก้ปัญหานี้ นักออกแบบจึงได้อ้างอิงถึงอุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบระนาบพิเศษเพื่อพัฒนาอุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่มีจุดเลเซอร์แกว่งได้ การแกว่งของเลเซอร์ในรูปทรง "8" หรือ "0" สามารถลดความแม่นยำในการประกอบชิ้นงานและเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมได้ หลังจากการปรับปรุงและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาทั่วไปในปัจจุบันมีกำลังไฟ 0.5-1.5 กิโลวัตต์ และขนาดและน้ำหนักเทียบเท่ากับเครื่องเชื่อมอาร์กอน ซึ่งสามารถเชื่อมแผ่นโลหะที่มีความหนา 3 มิลลิเมตรหรือน้อยกว่าได้ เพื่อแก้ปัญหาข้อเสียของความแข็งแรงในการเชื่อมที่ไม่เพียงพอของโครงสร้างที่เชื่อมด้วยเลเซอร์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ผลิตอุปกรณ์ได้บูรณาการอุปกรณ์ป้อนลวดอัตโนมัติเข้ากับการเชื่อมเลเซอร์ และพัฒนาอุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์แบบพกพาที่สามารถป้อนลวดได้โดยอัตโนมัติ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วตอบสนองความต้องการของแผ่นโลหะบางที่มีความหนาต่ำกว่า 4 มิลลิเมตรได้ การเชื่อมแบบนี้สามารถทดแทนและเหนือกว่าการเชื่อมด้วยอาร์กอาร์กอนได้อย่างแท้จริง ทำให้ได้งานเชื่อมที่เร็ว ความร้อนต่ำ การเสียรูปน้อย ต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และต้นทุนการผลิตต่ำกว่าการเชื่อมด้วยอาร์กอาร์กอนภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน

 

ขณะใช้งาน หัวเชื่อมแบบมือถือของเครื่องเชื่อมจะมีช่วงการสแกนที่แคบ และจุดเชื่อมมีขนาดเล็ก ดังนั้นเมื่อทำการเชื่อม มันจะสแกนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งทีละเส้น ทำให้เกิดแนวเชื่อมขึ้น เมื่อเทียบกับเครื่องเชื่อมเย็นแบบดั้งเดิม ความเร็วในการเชื่อมของเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือจะเร็วกว่า และกระบวนการเชื่อมแบบครั้งเดียวทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมจำนวนมากของแนวเชื่อมตรงยาวๆ มากกว่า

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาใช้พื้นที่น้อย และมักมาพร้อมกับหัวเชื่อมแบบต่างๆ สามารถเลือกหัวเชื่อมแบบต่างๆ ได้ตามความต้องการใช้งานชิ้นส่วนโลหะ เช่น การเชื่อมภายนอก การเชื่อมภายใน การเชื่อมมุมฉาก การเชื่อมขอบแคบ และการเชื่อมจุดขนาดใหญ่ ผลิตภัณฑ์ที่สามารถเชื่อมได้มีความหลากหลาย และรูปทรงของผลิตภัณฑ์ก็ยืดหยุ่นมากขึ้น สำหรับโรงงานผลิตที่ทำการแปรรูปขนาดเล็กและไม่เน้นการเชื่อมขนาดใหญ่ เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดอย่างแน่นอน

 

วัสดุโลหะต่างชนิดกันมีจุดหลอมเหลวแตกต่างกัน การตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมสำหรับวัสดุเชื่อมประเภทต่างๆ จึงค่อนข้างซับซ้อน และคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุเชื่อมจะแสดงความแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อัตราการดูดซับเลเซอร์ของวัสดุประเภทต่างๆ ก็จะแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเช่นกัน การหลอมละลายของรอยเชื่อมและการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนระหว่างการแข็งตัวของรอยเชื่อม ข้อบกพร่องของรอยเชื่อมจากเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพา ความเครียดจากการเชื่อม และการเสียรูปจากความร้อน เป็นต้น แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออิทธิพลของความแตกต่างในคุณสมบัติของวัสดุเชื่อมที่มีต่อคุณสมบัติระดับมหภาคและจุลภาคของรอยเชื่อม

วัสดุใดบ้างที่สามารถใช้ได้เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาเชื่อม?

1. สแตนเลส

เหล็กกล้าไร้สนิมมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสูง และมีแนวโน้มที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปในระหว่างการเชื่อม หากบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้เกิดปัญหาการเสียรูปอย่างรุนแรง อย่างไรก็ตาม ความร้อนที่เกิดขึ้นจากเครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาตลอดกระบวนการเชื่อมนั้นต่ำ ประกอบกับค่าการนำความร้อนที่ค่อนข้างต่ำ อัตราการดูดซับพลังงานสูง และประสิทธิภาพการหลอมเหลวของเหล็กกล้าไร้สนิม ทำให้สามารถได้รอยเชื่อมที่เรียบเนียนสวยงามหลังการเชื่อม

2. เหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาสามารถเชื่อมได้โดยตรงด้วยการเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือ ผลลัพธ์เทียบได้กับการเชื่อมสแตนเลส และบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมีขนาดเล็กกว่า แต่เมื่อเชื่อมเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและสูง อุณหภูมิที่เหลืออยู่จะค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงยังคงจำเป็นต้องอุ่นชิ้นงานก่อนเชื่อมและรักษาอุณหภูมิหลังการเชื่อมเพื่อลดความเครียดและป้องกันการแตกร้าว ในที่นี้เราสามารถพูดถึงเครื่องเชื่อมเย็นได้ เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและสูงสามารถเชื่อมหรือซ่อมแซมได้ด้วยความเร็วต่ำโดยใช้การเชื่อมเย็นและลวดเชื่อมเหล็กหล่อ ในแง่ของการควบคุมอุณหภูมิ เครื่องเชื่อมเย็นสามารถเอาชนะการเชื่อมเลเซอร์แบบมือถือได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าในเรื่องความร้อนที่เหลืออยู่หลังการเชื่อม

3. เหล็กกล้าสำหรับทำแม่พิมพ์

เหมาะสำหรับการเชื่อมเหล็กแม่พิมพ์ชนิดต่างๆ และให้ผลลัพธ์การเชื่อมที่ดีมาก

4. อะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียม

อะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง และอาจเกิดรูพรุนในบ่อหลอมหรือบริเวณโคนรอยเชื่อมได้ เมื่อเทียบกับโลหะชนิดอื่นๆ อะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมมีความต้องการพารามิเตอร์ที่สูงกว่า แต่ตราบใดที่เลือกพารามิเตอร์การเชื่อมที่เหมาะสม ก็จะได้รอยเชื่อมที่มีคุณสมบัติทางกลเหมือนกับโลหะพื้นฐาน

5. ทองแดงและโลหะผสมทองแดง

ทองแดงมีค่าการนำความร้อนสูงมาก ทำให้เกิดการเชื่อมที่ไม่สมบูรณ์และการหลอมรวมเพียงบางส่วนได้ง่าย โดยปกติแล้ว วัสดุทองแดงจะถูกให้ความร้อนในระหว่างกระบวนการเชื่อมเพื่อช่วยในการเชื่อม ในที่นี้เรากำลังพูดถึงวัสดุทองแดงบางๆ การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบมือถือสามารถเชื่อมได้โดยตรง เนื่องจากมีพลังงานที่เข้มข้นและความเร็วในการเชื่อมสูง จึงได้รับผลกระทบจากค่าการนำความร้อนสูงของทองแดงน้อยกว่า

6. การเชื่อมระหว่างวัสดุต่างชนิดกัน

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาสามารถใช้เชื่อมโลหะต่างชนิดกันได้หลากหลาย เช่น ทองแดง-นิกเกิล นิกเกิล-ไทเทเนียม ทองแดง-ไทเทเนียม ไทเทเนียม-โมลิบเดนัม ทองเหลือง-ทองแดง เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-ทองแดง และโลหะต่างชนิดอื่นๆ การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำได้ภายใต้สภาวะใดๆ ก็ได้ (ทั้งก๊าซและอุณหภูมิ)

 

เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพาเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการเชื่อมในปัจจุบัน เนื่องจากถึงแม้ว่าอุปกรณ์นี้จะมีราคาค่อนข้างสูง แต่ก็สามารถช่วยประหยัดค่าแรงได้เป็นอย่างดี ค่าแรงช่างเชื่อมนั้นค่อนข้างแพง การใช้ผลิตภัณฑ์นี้ช่วยแก้ปัญหาเรื่องการจ้างช่างเชื่อมที่แพงและยากลำบากได้ นอกจากนี้ เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพกพายังได้รับการยกย่องอย่างเป็นเอกฉันท์จากลูกค้าหลายพันรายเนื่องจากมีอายุการใช้งานยาวนานและใช้พลังงานต่ำ

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ หรือต้องการซื้อเครื่องทำความสะอาดด้วยเลเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับคุณ โปรดฝากข้อความไว้ในเว็บไซต์ของเราหรือส่งอีเมลถึงเราโดยตรง!