کاربرد فناوری جوش لیزری در جوشکاری فلزات غیر مشابه

بسیاری از صنایع به دلایل ساختاری، کاربردی یا اقتصادی نیاز به اتصال مواد فلزی متفاوت دارند. ترکیب فلزات مختلف می تواند بهتر از بهترین خواص هر فلز استفاده کند. بنابراین جوشکار قبل از شروع هر عملیات جوشکاری باید خواص هر ماده اعم از نقطه ذوب فلز، انبساط حرارتی و غیره را مشخص کند و سپس بر اساس ویژگی های ماده، فرآیند جوشکاری مناسب خود را انتخاب کند.

جوشکاری فلزات غیرمشابه به فرآیند جوشکاری دو یا چند ماده مختلف (با ترکیبات شیمیایی، ساختارهای متالوگرافی یا خواص متفاوت) در شرایط فرآیندی خاص اشاره دارد. در میان جوشکاری فلزات غیر مشابه، متداولترین جوشکاری فولادهای غیر مشابه و به دنبال آن جوشکاری فلزات غیرآهنی غیر مشابه است. هنگامی که فلزات غیر مشابه جوش داده می شوند، یک لایه انتقالی با خواص متفاوت از فلز پایه تولید می شود. از آنجایی که فلزات غیرمشابه در خواص عنصری، خواص فیزیکی، خواص شیمیایی و غیره تفاوت های قابل توجهی دارند، فناوری عملیات جوشکاری مواد غیر مشابه بسیار پیچیده تر از جوشکاری همان ماده است.

دستگاه های جوش لیزری می توانند بر این موانع غلبه کنند و واقعاً به جوشکاری کامل فلزات غیر مشابه دست یابند.

1. جوشکاری لیزری مس و فولاد

جوشکاری مس و فولاد یک جوش معمولی از مواد غیر مشابه است. تفاوت های زیادی در نقاط ذوب، ضرایب هدایت حرارتی، ضرایب انبساط خطی و خواص مکانیکی مس و فولاد وجود دارد که برای جوش مستقیم مس و فولاد مناسب نیستند. بر اساس مزایای جوشکاری لیزر مانند چگالی انرژی حرارتی بالا، فلز ذوب کمتر، ناحیه تحت تأثیر حرارت باریک، کیفیت اتصال بالا و راندمان تولید بالا، جوشکاری لیزری مس و فولاد به روند فعلی توسعه تبدیل شده است. با این حال، در بیشتر کاربردهای صنعتی، سرعت جذب لیزر مس نسبتاً پایین است و مس در طول فرآیند جوشکاری مستعد نقص هایی مانند اکسیداسیون، منافذ و ترک است. فرآیند جوشکاری لیزری فلزات غیرمشابه مس و فولاد بر اساس لیزرهای چند حالته نیاز به توسعه بیشتر دارد.

2. جوشکاری لیزری آلومینیوم و فولاد

نقطه ذوب آلومینیوم و فولاد بسیار متفاوت است و به راحتی می توان ترکیبات فلزی از مواد غیر مشابه را تشکیل داد. علاوه بر این، آلیاژهای آلومینیوم و فولاد دارای ویژگی‌های بازتابی بالا و هدایت حرارتی بالا هستند، بنابراین ایجاد سوراخ کلید در حین جوشکاری دشوار است و در حین جوشکاری به چگالی انرژی بالایی نیاز است. آزمایشات نشان داده است که با کنترل انرژی لیزر و زمان عمل مواد، ضخامت لایه واکنش رابط را می توان کاهش داد و تشکیل فاز میانی را می توان به طور موثر کنترل کرد.

3. جوشکاری لیزری آلومینیوم منیزیم و آلیاژهای آلومینیوم منیزیم

آلومینیوم و آلیاژهای آن دارای مزایای مقاومت در برابر خوردگی خوب، مقاومت ویژه بالا و هدایت الکتریکی و حرارتی خوب هستند. منیزیم فلزی غیرآهنی است که سبک تر از آلومینیوم است، استحکام ویژه و سفتی ویژه بالاتری دارد و مقاومت خوبی در برابر ضربه دارد. مشکل اصلی جوشکاری منیزیم و آلومینیوم این است که خود فلز پایه به راحتی اکسید می شود، رسانایی حرارتی زیادی دارد و به راحتی عیوب جوشکاری مانند ترک و منافذ ایجاد می کند. همچنین به راحتی ترکیبات بین فلزی تولید می کند که به طور قابل توجهی خواص مکانیکی اتصالات لحیم کاری را کاهش می دهد.

موارد فوق کاربرد جوشکاری دستگاه جوش لیزری در مواد فلزی غیر مشابه است. جوشکاری لیزری مواد فلزی غیرمشابه از فولاد غیر مشابه به فلزات غیرآهنی و آلیاژهای آنها، به ویژه آلیاژهای منیزیم-آلومینیوم و آلیاژهای تیتانیوم-آلومینیوم گسترش یافته است. جوشکاری لیزر پیشرفت کرده است و اتصالات جوشی با عمق نفوذ و استحکام مشخص به دست آمده است.