โลหะชนิดใดบ้างที่นิยมใช้ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์?

ความสำเร็จของโลหะกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ประสิทธิภาพในการเชื่อมขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพหลักของวัสดุ ตัวอย่างเช่น การสะท้อนแสงสูงอาจทำให้พลังงานของเลเซอร์เบี่ยงเบน ในขณะที่การนำความร้อนสูงจะทำให้ความร้อนกระจายออกจากบริเวณเชื่อมเร็วเกินไป คุณลักษณะเหล่านี้ รวมถึงจุดหลอมเหลว จะเป็นตัวกำหนดว่าวัสดุจะดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดในการสร้างรอยเชื่อมที่แข็งแรงและแม่นยำ

นี่คือรายละเอียดของโลหะทั่วไปและคุณสมบัติของโลหะเหล่านั้นว่ามีบทบาทอย่างไรบ้าง

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนไม่เกิน 2.1% ปริมาณคาร์บอนเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดคุณสมบัติของเหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำเหล็กกล้าคาร์บอน (น้อยกว่า 0.25%) มีความยืดหยุ่น ทนทาน และขึ้นรูปและเชื่อมได้ง่าย มักใช้สำหรับแผ่นตัวถังรถยนต์ ลวด และท่อ

เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางเหล็กกล้าคาร์บอนสูง (0.25% ถึง 0.60%) มีความแข็งแรงและทนทานกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงและความทนทานต่อการสึกหรอสูง เช่น เฟือง เพลา และล้อรถไฟ

เหล็กกล้าคาร์บอนสูง(คาร์บอนมากกว่า 0.60%) เป็นโลหะผสมที่แข็งแรงและทนทานที่สุดในบรรดาโลหะผสมทั้งสามชนิด แต่ก็มีความยืดหยุ่นน้อยที่สุดและเปราะที่สุดเช่นกัน ความแข็งของมันทำให้เหมาะสำหรับเครื่องมือตัด สปริง และลวดที่มีความแข็งแรงสูง แต่ต้องใช้ความระมัดระวังในการจัดการระหว่างการเชื่อมเพื่อป้องกันการแตกร้าว

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุที่ใช้งานได้ดีในอุตสาหกรรมการผลิต และสามารถเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้อย่างยอดเยี่ยม

ข้อดีคุณจะได้รอยเชื่อมที่แข็งแรง ลึก และมีความแม่นยำสูง พร้อมการบิดเบี้ยวเพียงเล็กน้อย ความเร็วในการผลิตเป็นข้อดีอย่างมาก ช่วยเพิ่มผลผลิตในโรงงานได้เป็นอย่างดี

ข้อควรพิจารณาการเย็นตัวอย่างรวดเร็วของกระบวนการเลเซอร์อาจทำให้รอยเชื่อมเปราะและแตกง่าย บางครั้งจำเป็นต้องอุ่นชิ้นงานก่อนเพื่อชะลอการเย็นตัวและป้องกันปัญหาดังกล่าว

การเชื่อมด้วยเลเซอร์สแตนเลส

นี่คือการจับคู่ที่ลงตัวอย่างยิ่ง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่สมบูรณ์แบบสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมที่ต้องการความสะอาดสูง

ข้อดี: การใช้ความร้อนต่ำแต่เน้นเฉพาะจุดเป็นข้อดีอย่างมาก ช่วยรักษาคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของสแตนเลสโดยป้องกันสิ่งที่เรียกว่า "การตกตะกอนของคาร์ไบด์" ส่งผลให้ได้รอยเชื่อมที่สะอาดและแม่นยำ ซึ่งเป็นเหตุผลที่ได้รับความนิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมการแพทย์และอาหาร

ข้อควรพิจารณาเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปส่วนใหญ่ เช่น ซีรีส์ 300 (เช่น 304, 316) เชื่อมได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมบางเกรด เช่น ซีรีส์ 400 อาจเปราะในบริเวณที่ได้รับความร้อนสูง

การเชื่อมด้วยเลเซอร์อลูมิเนียม

การเชื่อมอะลูมิเนียมนั้นเป็นเรื่องยากมาโดยตลอด แต่การเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังเปลี่ยนแปลงวิธีการทำงานนี้ไปอย่างสิ้นเชิง

ข้อดีอะลูมิเนียมเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ซึ่งหมายความว่าการเชื่อมแบบดั้งเดิมจะทำให้ความร้อนกระจายออกไปและทำให้ชิ้นส่วนทั้งหมดบิดเบี้ยว พลังงานที่เน้นเฉพาะจุดและความร้อนต่ำของเลเซอร์ช่วยแก้ปัญหานี้ได้ ลดการบิดเบี้ยวได้อย่างมาก

ข้อควรพิจารณาอะลูมิเนียมมีคุณสมบัติสะท้อนแสงสูง พื้นผิวที่มันวาวสามารถสะท้อนลำแสงเลเซอร์ได้ ความสำเร็จขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ ได้แก่ การทำความสะอาดพื้นผิวให้สะอาดหมดจด การใช้ก๊าซป้องกันที่เหมาะสม และการใช้เลเซอร์ชนิดที่ถูกต้อง (โดยทั่วไปนิยมใช้เลเซอร์ไฟเบอร์) เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานถูกดูดซับไป

การเชื่อมไทเทเนียมด้วยเลเซอร์

หากคุณต้องการเชื่อมไทเทเนียม เลเซอร์คือหนึ่งในเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับงานนี้

ข้อดีไทเทเนียมเป็นโลหะที่ทำปฏิกิริยาได้ง่าย หมายความว่ามันจะปนเปื้อนกับออกซิเจนในอากาศได้ง่ายเมื่ออยู่ในสถานะหลอมเหลว ส่งผลให้รอยเชื่อมอ่อนแอและเปราะ การใช้เลเซอร์ที่มีความเร็วและความแม่นยำสูงจะช่วยลดระยะเวลาที่โลหะหลอมเหลวและสัมผัสกับอากาศ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนและการเปราะแตกได้

ข้อควรพิจารณาเช่นเดียวกับการเชื่อม TIG ไทเทเนียม คุณยังคงต้องระมัดระวังเป็นอย่างยิ่ง ความสะอาดอย่างสมบูรณ์และการปกป้องที่สมบูรณ์แบบด้วยก๊าซเฉื่อย (เช่น อาร์กอน) เป็นสิ่งที่ไม่สามารถละเลยได้

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทองแดงและโลหะสะท้อนแสงอื่นๆ

นี่คือจุดที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ผลักดันขีดจำกัดของสิ่งที่เป็นไปได้ไปอีกขั้น

ข้อดีเครื่องเชื่อมเลเซอร์สามารถเชื่อมวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดง ซึ่งยากมากที่จะเชื่อมด้วยวิธีอื่น ๆ เกือบทุกวิธี นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับงานต่างๆ เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ที่ต้องเชื่อมทองแดงและอะลูมิเนียมเข้าด้วยกัน

ข้อควรพิจารณานี่เป็นเรื่องระดับผู้เชี่ยวชาญเลยครับ การสะท้อนแสงและการนำความร้อนสูงอาจทำให้เลนส์ของเลเซอร์เสียหายได้หากไม่จัดการอย่างถูกต้อง มักต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางและเทคนิคขั้นสูงด้วย

L คืออะไรเป็นการเลียนแบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช่หรือไม่?

แม้ว่ามันจะฟังดูเหมือนเครื่องมือมหัศจรรย์ แต่มันก็ไม่ได้สมบูรณ์แบบสำหรับทุกงาน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจข้อดีข้อเสียของมัน

1.ต้นทุนเริ่มต้นสูงเครื่องเชื่อมเลเซอร์ระดับมืออาชีพเป็นการลงทุนที่สำคัญ มีราคาแพงกว่าเครื่องเชื่อม MIG หรือ TIG แบบดั้งเดิมมาก

2.ข้อกำหนดร่วมที่เข้มงวดอย่างที่กล่าวไปแล้ว เลเซอร์ต้องการความแม่นยำเกือบสมบูรณ์แบบ หากชิ้นส่วนของคุณมีช่องว่างหรือไม่ได้ตัดอย่างแม่นยำ เลเซอร์จะไม่สามารถเชื่อมต่อช่องว่างเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3.ปัญหาการสะท้อนแสงวัสดุที่มีความมันวาว เช่น อลูมิเนียมและทองแดง อาจเชื่อมได้ยากหากไม่มีเลเซอร์และเทคนิคพิเศษ

4.ข้อกังวลด้านความปลอดภัยลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงนั้นอันตรายอย่างยิ่งและอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ดวงตาอย่างรุนแรงและแผลไหม้ที่ผิวหนังได้ แม้กระทั่งจากแสงสะท้อน การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) ที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ไร้ที่ติ

เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ คุณต้องเข้าใจพื้นฐานให้ถ่องแท้

การเตรียมพร้อมคือทุกสิ่ง

การประกอบข้อต่อเราเน้นย้ำเรื่องนี้เสมอ: ชิ้นส่วนของคุณต้องประกอบเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา ควรมีช่องว่างน้อยกว่า 10% ของความหนาของวัสดุ เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

การทำความสะอาดพื้นผิวกำจัดสิ่งที่ไม่ใช่โลหะออกไปให้หมด นั่นหมายถึงการกำจัดน้ำมัน จาระเบา ออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกไปทั้งหมด พื้นผิวที่สะอาดเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการเกิดรูพรุนและข้อบกพร่องอื่นๆ ในรอยเชื่อมของคุณ

ควบคุมกระบวนการของคุณ

ก๊าสป้องกันเช่นเดียวกับการเชื่อม TIG และ MIG การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ก๊าซเฉื่อย (โดยทั่วไปคืออาร์กอนหรือฮีเลียม) เพื่อป้องกันบ่อหลอมเหลวจากออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศ ทำให้ได้รอยเชื่อมที่แข็งแรงและสะอาด

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์คุณต้องปรับตั้งค่าให้เหมาะสม กำลังเลเซอร์ ความเร็วในการเชื่อม และระยะโฟกัส ต้องได้รับการปรับเทียบอย่างสมบูรณ์แบบสำหรับวัสดุและความหนาที่คุณกำลังใช้งาน

ความปลอดภัยต้องมาก่อนเสมอ

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่กระบวนการที่คุณจะประมาทได้ แสงที่โฟกัสมานั้นทรงพลังอย่างมาก ผู้ที่อยู่ใกล้เคียงกับการทำงานจะต้องสวมแว่นตานิรภัยสำหรับเลเซอร์โดยเฉพาะ ซึ่งมีคุณสมบัติเหมาะสมกับความยาวคลื่นของเลเซอร์นั้นๆ

เครื่องเชื่อมเลเซอร์เหมาะสมกับคุณหรือไม่?

ดังนั้น คุณควรลงทุนในเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรือไม่?

สรุปอีกครั้ง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือการผลิตขั้นสูงที่ให้ความเร็ว ความแม่นยำ และคุณภาพที่เหนือกว่า ข้อเสียคือต้นทุนเริ่มต้นสูงและข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับชิ้นส่วนที่สะอาดและพอดีกัน

ข้อคิดสุดท้ายของเราหากงานของคุณต้องการปริมาณมาก ระบบอัตโนมัติ และความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับวัสดุที่บอบบางหรือยากต่อการจัดการ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่แค่ทางเลือกอีกทางหนึ่ง แต่เป็นโซลูชันที่เหนือกว่าซึ่งสามารถปฏิวัติการผลิตของคุณได้