लेसर वेल्डिंगची मूलभूत माहिती
लेसर वेल्डिंग ही एक संपर्क नसलेली प्रक्रिया आहे ज्यासाठी वेल्डिंग केलेल्या भागांच्या एका बाजूने वेल्ड झोनमध्ये प्रवेश आवश्यक असतो.
• तीव्र लेसर प्रकाशामुळे पदार्थ वेगाने गरम होतो तेव्हा वेल्ड तयार होते - सामान्यतः मिली-सेकंदांमध्ये मोजले जाते.
• सामान्यतः वेल्डचे ३ प्रकार असतात:
- चालकता मोड.
- वहन/प्रवेश मोड.
- पेनिट्रेशन किंवा कीहोल मोड.
• कंडक्शन मोड वेल्डिंग कमी ऊर्जेच्या घनतेवर केले जाते ज्यामुळे उथळ आणि रुंद वेल्ड नगेट तयार होतो.
• वहन/प्रवेश मोड मध्यम ऊर्जा घनतेवर होतो आणि वहन मोडपेक्षा जास्त प्रवेश दर्शवितो.
• पेनिट्रेशन किंवा कीहोल मोड वेल्डिंगमध्ये खोल अरुंद वेल्ड असतात.
- या मोडमध्ये लेसर प्रकाश बाष्पीभवन झालेल्या पदार्थाचा एक धागा तयार करतो ज्याला "कीहोल" म्हणतात जो पदार्थात पसरतो आणि लेसर प्रकाशाला पदार्थात कार्यक्षमतेने पोहोचवण्यासाठी वाहिनी प्रदान करतो.
- पदार्थात ऊर्जेचा हा थेट पुरवठा प्रवेश साध्य करण्यासाठी वहनावर अवलंबून नसतो आणि त्यामुळे पदार्थात उष्णता कमी होते आणि उष्णता प्रभावित क्षेत्र कमी होते.
कंडक्शन वेल्डिंग
• कंडक्शन जॉइनिंग म्हणजे लेसर बीम केंद्रित असलेल्या प्रक्रियांच्या गटाचे वर्णन करणे:
- १०³ Wmm⁻² च्या क्रमाने पॉवर घनता देणे
- ते मोठ्या प्रमाणात बाष्पीभवन न होता सांधे तयार करण्यासाठी सामग्रीचे फ्यूज करते.
• कंडक्शन वेल्डिंगमध्ये २ मोड असतात:
- थेट गरम करणे
- ऊर्जा प्रसारण.
थेट उष्णता
• थेट गरम करताना,
- उष्णता प्रवाह पृष्ठभागावरील उष्णता स्त्रोतापासून होणाऱ्या शास्त्रीय थर्मल वहनाद्वारे नियंत्रित केला जातो आणि वेल्ड बेस मटेरियलचे काही भाग वितळवून बनवले जाते.
• पहिले कंडक्शन वेल्ड १९६० च्या दशकाच्या सुरुवातीला बनवले गेले, ज्यामध्ये कमी पॉवर स्पंदित रुबी आणि CO2 वायर कनेक्टरसाठी लेसर.
• कंडक्शन वेल्ड्स विविध प्रकारच्या धातू आणि मिश्रधातूंमध्ये वायर आणि पातळ पत्र्यांच्या स्वरूपात विविध कॉन्फिगरेशनमध्ये बनवता येतात.
- CO2 , Nd:YAG आणि डायोड लेसर ज्यामध्ये दहापट वॅट्सच्या पॉवर लेव्हल आहेत.
- थेट गरम करणे a द्वारे CO2 पॉलिमर शीटमध्ये लॅप आणि बट वेल्डिंगसाठी लेसर बीम देखील वापरता येतो.
ट्रान्समिशन वेल्डिंग
• ट्रान्समिशन वेल्डिंग हे पॉलिमर जोडण्याचे एक कार्यक्षम माध्यम आहे जे Nd:YAG आणि डायोड लेसरच्या जवळच्या इन्फ्रारेड रेडिएशनचे प्रसारण करते.
• नवीन इंटरफेशियल शोषण पद्धतींद्वारे ऊर्जा शोषली जाते.
• जर मॅट्रिक्स आणि रीइन्फोर्समेंटचे थर्मल गुणधर्म समान असतील तर संमिश्र जोडले जाऊ शकतात.
• वहन वेल्डिंगचा ऊर्जा प्रसारण मोड इन्फ्रारेड रेडिएशन जवळ प्रसारित करणाऱ्या पदार्थांसह वापरला जातो, विशेषतः पॉलिमर.
• लॅप जॉइंटच्या इंटरफेसवर एक शोषक शाई ठेवली जाते. ही शाई लेसर बीमची ऊर्जा शोषून घेते, जी आजूबाजूच्या मटेरियलच्या मर्यादित जाडीत वाहून नेली जाते आणि एक वितळलेला इंटरफेशियल फिल्म तयार करते जी वेल्डेड जॉइंट म्हणून घट्ट होते.
• जाड सेक्शन लॅप जॉइंट्स सांध्याच्या बाह्य पृष्ठभागांना वितळवल्याशिवाय बनवता येतात.
• बट वेल्ड्स सांध्याच्या एका बाजूला असलेल्या पदार्थातून किंवा जर पदार्थ जास्त प्रमाणात प्रसारित होत असेल तर एका टोकापासून ऊर्जा सांध्याच्या रेषेकडे एका कोनात निर्देशित करून बनवता येतात.
लेसर सोल्डरिंग आणि ब्रेझिंग
• लेसर सोल्डरिंग आणि ब्रेझिंग प्रक्रियेत, बीमचा वापर फिलर अॅडिशन वितळवण्यासाठी केला जातो, जो बेस मटेरियल न वितळवता जॉइंटच्या कडा ओल्या करतो.
• १९८० च्या दशकाच्या सुरुवातीला प्रिंटेड सर्किट बोर्डमधील छिद्रांमधून इलेक्ट्रॉनिक घटकांच्या लीड्स जोडण्यासाठी लेसर सोल्डरिंगला लोकप्रियता मिळू लागली. प्रक्रियेचे मापदंड सामग्रीच्या गुणधर्मांवरून निश्चित केले जातात.
पेनिट्रेशन लेसर वेल्डिंग
• उच्च शक्ती घनतेवर जर ऊर्जा शोषली जाऊ शकली तर सर्व पदार्थ बाष्पीभवन होतील. अशा प्रकारे, अशा प्रकारे वेल्डिंग करताना बाष्पीभवनाने एक छिद्र तयार होते.
• हे "छिद्र" नंतर त्या सामग्रीमधून पार केले जाते आणि त्याच्या मागे वितळलेल्या भिंती सील केल्या जातात.
• याचा परिणाम म्हणजे "कीहोल वेल्ड" म्हणून ओळखले जाणारे वेल्ड. हे त्याच्या समांतर बाजूंनी फ्यूजन झोन आणि अरुंद रुंदीने वैशिष्ट्यीकृत आहे.
लेसर वेल्डिंग कार्यक्षमता
• कार्यक्षमतेची ही संकल्पना परिभाषित करण्यासाठी वापरला जाणारा शब्द "जॉइनिंग कार्यक्षमता" म्हणून ओळखला जातो.
• जोडणी कार्यक्षमता ही खरी कार्यक्षमता नाही कारण त्यात (mm2 जोडलेले /kJ पुरवलेले) युनिट्स आहेत.
– कार्यक्षमता=Vt/P (कटिंगमधील विशिष्ट ऊर्जेचा परस्परसंबंध) जिथे V = ट्रॅव्हर्स वेग, मिमी/सेकंद; t = जाडी वेल्डेड, मिमी; P = घटना शक्ती, KW.
सामील होण्याची कार्यक्षमता
• जोडणी कार्यक्षमतेचे मूल्य जितके जास्त असेल तितकी अनावश्यक गरम करण्यासाठी कमी ऊर्जा खर्च होते.
- कमी उष्णता प्रभावित क्षेत्र (HAZ).
- कमी विकृती.
• या बाबतीत रेझिस्टन्स वेल्डिंग सर्वात कार्यक्षम आहे कारण फ्यूजन आणि HAZ ऊर्जा केवळ वेल्डिंग करायच्या उच्च रेझिस्टन्स इंटरफेसवर निर्माण होते.
• लेसर आणि इलेक्ट्रॉन बीममध्ये चांगली कार्यक्षमता आणि उच्च पॉवर घनता देखील असते.
प्रक्रिया फरक
• आर्क ऑगमेंटेड लेसर वेल्डिंग.
- लेसर बीम इंटरॅक्शन पॉइंटजवळ बसवलेल्या TIG टॉर्चमधील चाप लेसर जनरेट केलेल्या हॉट स्पॉटवर आपोआप लॉक होईल.
- या घटनेसाठी आवश्यक असलेले तापमान सभोवतालच्या तापमानापेक्षा सुमारे ३००°C जास्त आहे.
- याचा परिणाम म्हणजे त्याच्या ट्रॅव्हर्स स्पीडमुळे अस्थिर असलेल्या कंसाला स्थिर करणे किंवा स्थिर असलेल्या कंसाचा प्रतिकार कमी करणे.
- लॉकिंग फक्त कमी प्रवाह असलेल्या आणि त्यामुळे मंद कॅथोड जेट असलेल्या आर्क्ससाठी होते; म्हणजेच, 80A पेक्षा कमी प्रवाहांसाठी.
- चाप लेसरच्या वर्कपीसच्या त्याच बाजूला आहे ज्यामुळे वेल्डिंगचा वेग दुप्पट होतो आणि भांडवली खर्चात थोडीशी वाढ होते.
• ट्विन बीम लेसर वेल्डिंग
- जर एकाच वेळी २ लेसर बीम वापरले तर वेल्ड पूल भूमिती आणि वेल्ड बीडचा आकार नियंत्रित करण्याची शक्यता असते.
- २ इलेक्ट्रॉन बीम वापरून, कीहोल स्थिर करता येतो ज्यामुळे वेल्ड पूलवर कमी लाटा निर्माण होतात आणि चांगले प्रवेश आणि मणी आकार मिळतो.
- एक एक्सायमर आणि CO2 लेसर बीम संयोजनाने अॅल्युमिनियम किंवा तांबे सारख्या उच्च परावर्तकता असलेल्या पदार्थांच्या वेल्डिंगसाठी सुधारित जोडणी दर्शविली.
- वर्धित जोडणीचा विचार प्रामुख्याने खालील कारणांमुळे करण्यात आला:
• एक्सायमरमुळे पृष्ठभागावरील लहरीकरणामुळे परावर्तकता बदलणे.
• एक्सायमरने तयार केलेल्या प्लाझ्माद्वारे जोडणीतून निर्माण होणारा दुय्यम परिणाम.
