1. परिचय
आधुनिक औद्योगिक विनिर्माण में, लेजर वेल्डिंग तकनीक, उच्च परिशुद्धता और उच्च ऊर्जा घनत्व के अपने लाभों के साथ, व्यापक रूप से विभिन्न सामग्रियों . के जुड़ने के लिए उपयोग की जाती है, हालांकि, जब उच्च - परावर्तकता सामग्री (जैसे कि कॉपर, एल्यूमीनियम और उनके मिश्र धातुओं) के साथ काम करते हैं, तो कई प्रभावकारिताएं होती हैं। प्रभाव . में - उच्च - परावर्तकता सामग्री और लेजर वेल्डिंग मशीनों के बीच बातचीत तंत्र की गहराई अन्वेषण वेल्डिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करने और वेल्डिंग गुणवत्ता में सुधार करने के लिए महत्वपूर्ण है .}
2. उच्च - परावर्तन सामग्री और लेजर ऊर्जा अवशोषण पर उनका प्रभाव
(२.१) उच्च - परावर्तन सामग्री की चिंतनशील विशेषताएं
उच्च - परावर्तकता सामग्री (उदाहरण के रूप में तांबा और एल्यूमीनियम लेने) में इन्फ्रारेड वेवलेंथ रेंज (जैसे 1064nm) में लेजर . के लिए अत्यधिक उच्च परावर्तकता है, जो आमतौर पर लेजर वेल्डिंग में उपयोग की जाती है लेजर ऊर्जा को प्रभावी ढंग से सामग्री . द्वारा अवशोषित करने के लिए लेजर ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा परिलक्षित होता है, जो न केवल ऊर्जा अपशिष्ट का कारण बनता है, बल्कि ऑप्टिकल घटकों को भी नुकसान पहुंचा सकता है (जैसे कि लेंस, सुरक्षात्मक लेंस, आदि .) लेजर वेल्डिंग उपकरणों को प्रभावित करना, उपकरण के सेवा जीवन को प्रभावित करना {9} {
(२.२) वेल्डिंग प्रक्रिया पर ऊर्जा अवशोषण का प्रभाव
प्रारंभिक ऊर्जा अवशोषण में कठिनाई के कारण, वेल्डिंग प्रक्रिया शुरू करने के लिए एक उच्च लेजर शक्ति की आवश्यकता होती है, जब वेल्डिंग उच्च - परावर्तकता सामग्री . हालांकि, एक अत्यधिक उच्च शक्ति नई समस्याएं लाएगी, जैसे कि प्लाज्मा क्लाउड . के लिए सामग्री के तात्कालिक वाष्पीकरण को दूर करने के लिए। सतह, और समस्याएं जैसे कि अस्थिर वेल्डिंग पैठ और खराब वेल्ड गठन (जैसे कि अंडरकट, कूबड़, पोरसिटी और अन्य दोष) . एक ही समय में, ऊर्जा अवशोषण की अस्थिरता वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान गर्मी इनपुट को नियंत्रित करना भी मुश्किल हो जाती है, वेल्डेड जोड़ {4} {4} {4} {4}
3. उच्च - परावर्तन सामग्री के लेजर वेल्डिंग में प्रमुख समस्याएं और अभिव्यक्तियाँ
(३.१) वेल्ड गठन दोष
पोरसिटी समस्या: उच्च - परावर्तकता सामग्री की वेल्डिंग के दौरान, ऊर्जा अवशोषण की अस्थिरता के कारण, सामग्री की पिघलने और ठोसकरण प्रक्रियाएं असमान होती हैं, जो आसानी से गैसों के लिए मुश्किल बनाती है (जैसे कि वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान धातु वाष्पीकरण द्वारा उत्पन्न होने वाली नमी और हवा की शक्ति, यानी को कम करने के लिए। वेल्ड, उत्पाद की गुणवत्ता को प्रभावित करता है .
असंगत वेल्ड चौड़ाई और अंडरकट: लेजर ऊर्जा के उतार -चढ़ाव से सामग्री पिघलने वाले क्षेत्र की अस्थिरता होती है, और वेल्ड चौड़ाई को समान रूप से . को नियंत्रित करना मुश्किल होता है, जब स्थानीय ऊर्जा बहुत अधिक होती है, तो यह वेल्ड किनारे के अत्यधिक पिघलने का कारण होगा, जो कि एक अंडरक्यूट दोष को कमजोर करेगा, जो कि वेल्ड की ताकत को कमजोर करता है और थकान के प्रदर्शन को कम करता है और थकान को कम करता है।
(३.२) गरीब वेल्डिंग स्थिरता
उच्च - परावर्तकता सामग्री की चिंतनशील विशेषताएं लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया परिसर में ऊर्जा प्रतिक्रिया देती हैं, जो आसानी से वेल्डिंग प्रक्रिया . की अस्थिरता का कारण बनती है, उदाहरण के लिए, परावर्तित प्रकाश लेजर दोलन मोड में हस्तक्षेप कर सकता है, जिससे लेज़र आउटपुट पावर में उतार -चढ़ाव होता है; या प्लाज्मा क्लाउड के गतिशील परिवर्तन के कारण, लेजर और सामग्री के बीच बातचीत अस्थिर है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्डिंग रुकावट और असंतोषजनक वेल्ड जैसी समस्याएं होती हैं, जो उत्पादन दक्षता और उत्पाद स्थिरता को गंभीरता से प्रभावित करती हैं .}
4. उच्च - परावर्तन सामग्री की लेजर वेल्डिंग समस्याओं से निपटने के लिए रणनीति
(४.१) लेजर उपकरण और प्रक्रियाओं का अनुकूलन
तरंग दैर्ध्य और विधा समायोजन: लेजर तरंग दैर्ध्य का उपयोग करें जो उच्च - परावर्तकता सामग्री के अवशोषण के लिए अधिक उपयुक्त हैं, जैसे कि हरी बत्ती (532nm) या नीली रोशनी (450nm) . इन्फ्रारेड लाइट के साथ तुलना में, उच्च - परावर्तकता सामग्री के साथ इन शॉर्ट -वेवलेंथ लेजर को एक ही समय पर, उच्च शिखर शक्ति, और सामग्री की सतह पर उच्च - परावर्तकता परत को नष्ट करने और बाद के लेजर ऊर्जा के अवशोषण को बढ़ाने के लिए पल्स कार्रवाई के तहत सामग्री के "एब्लेशन" प्रभाव का उपयोग करें .
शक्ति और पल्स मापदंडों का अनुकूलन: यथोचित रूप से सेट पैरामीटर जैसे लेजर पावर, पल्स चौड़ाई, और आवृत्ति . उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम मिश्र धातु वेल्डिंग के लिए, पल्स इंटरवल के दौरान सामग्री के लिए एक निश्चित शीतलन समय की अनुमति देने के लिए एक उपयुक्त पल्स आवृत्ति का उपयोग करें। हीट इनपुट को नियंत्रित करने के लिए पल्स चौड़ाई को समायोजित करें और वेल्ड दोषों की पीढ़ी को कम करें .
(४.२) भौतिक दिखावा और सहायक उपाय
सतह का ढोंगसतह ऑक्साइड की परत और तेल के दाग को हटाने के लिए उच्च - परावर्तकता सामग्री पर पीसने और सैंडब्लास्टिंग जैसी प्रक्रियाओं का प्रदर्शन करें, सतह परावर्तकता को कम करने के लिए, और एक ही समय में सतह खुरदरापन को बढ़ाते हैं, जो कि लेजर ऊर्जा के अवशोषण के लिए अनुकूल है . एक रासायनिक कोटिंग विधि का उपयोग किया जा सकता है। लेजर ऊर्जा और सामग्री को पिघलाने के लिए इसे गर्मी ऊर्जा में परिवर्तित करता है, और फिर कोटिंग को वेल्डिंग प्रक्रिया . के दौरान धातुर्जिकल प्रतिक्रिया में वाष्पीकृत या भाग लिया जा सकता है
सहायक गैसों का आवेदन: एक तरफ उपयुक्त सहायक गैसों (जैसे आर्गन, हीलियम) . का चयन करें, यह वेल्डिंग क्षेत्र को ऑक्सीकरण से बचा सकता है; दूसरी ओर, यह प्रभावी रूप से प्लाज्मा क्लाउड . को प्रभावी ढंग से दबा सकता है, उदाहरण के लिए, हीलियम में एक उच्च आयनीकरण ऊर्जा होती है, जो प्लाज्मा की पीढ़ी को कम कर सकती है और लेजर ऊर्जा को सामग्री की सतह तक अधिक स्थिर रूप से पहुंचा सकती है; उचित रूप से सहायक गैस के प्रवाह दर और कोण को समायोजित करें, और यह वेल्डिंग वातावरण में सुधार करने के लिए वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न स्पैटर और प्लाज्मा को भी उड़ा सकता है .
(४.३) वास्तविक - समय की निगरानी और बंद - लूप नियंत्रण
प्लाज्मा क्लाउड के आकार, वेल्ड गठन, और लेजर एनर्जी रिफ्लेक्शन जैसे कि वेल्डिंग प्रक्रिया . के रूप में स्थापित नियंत्रण मॉडल के माध्यम से, वॉल्डिंग के माध्यम से रियल -समय के अनुसार, वशीकरण के अनुसार, वशीकरण के अनुसार, वशीकरण के अनुसार, वेल्डिंग क्लाउड, वेल्ड गठन, और लेजर ऊर्जा प्रतिबिंब जैसे उच्च -गति वाले कैमरों और फोटोडेटेक्टर्स जैसे उपकरणों का उपयोग करें। उदाहरण के लिए गुणवत्ता ., जब यह निगरानी की जाती है कि प्लाज्मा क्लाउड लेजर ट्रांसमिशन को प्रभावित करने के लिए बहुत मोटी है, तो स्वचालित रूप से लेजर पावर को कम करें या वेल्डिंग प्रक्रिया की स्थिरता को बहाल करने के लिए सहायक गैस की प्रवाह दर को समायोजित करें .}
5. केस एनालिसिस - एल्यूमीनियम मिश्र धातु पतली प्लेटों की लेजर वेल्डिंग
एक उदाहरण के रूप में एक इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस में एल्यूमीनियम मिश्र धातु की पतली प्लेटों (मोटाई 1 मिमी) की वेल्डिंग को लेना, शुरू में, इन्फ्रारेड लेजर वेल्डिंग का उपयोग . का उपयोग किया गया था, जो सामग्री की उच्च परावर्तकता के कारण, बड़ी संख्या में पोरोसिटीज और असमान चौड़ाई की समस्याओं को फिर से शुरू कर दिया गया था। और आर्गन सहायता, और लेजर पल्स मापदंडों को अनुकूलित किया गया था (पल्स चौड़ाई 200μs, आवृत्ति 50 हर्ट्ज) . सुधार के बाद, वेल्ड गठन अच्छा था, मूल 15%से 3%से कम हो गया था, 20%के बारे में, वेल्ड स्ट्रेंथ को बहुत ही बढ़ाया गया था।
6. निष्कर्ष
उच्च - परावर्तकता सामग्री की उच्च -परावर्तन विशेषताएं लेजर वेल्डिंग मशीनों के वेल्डिंग प्रभाव के लिए कई चुनौतियां लाती हैं, जिनमें ऊर्जा अवशोषण में कठिनाई, वेल्ड गठन दोष, और खराब वेल्डिंग स्थिरता . जैसी समस्याएं शामिल हैं, हालांकि, लेजर उपकरणों और प्रक्रियाओं के अनुकूलन के माध्यम से (जैसे कि तरंगदैर्ध्य समायोजन, पैरामीटर अनुकूलन) सहायक गैस), और वास्तविक - समय की निगरानी और बंद - लूप नियंत्रण रणनीतियाँ, उच्च - परावर्तन सामग्री के लेजर वेल्डिंग प्रभाव को प्रभावी ढंग से . में सुधार किया जा सकता है
लेजर प्रौद्योगिकी, सामग्री विज्ञान, और नियंत्रण प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, उच्च - परावर्तकता सामग्री के लिए भविष्य के लेजर वेल्डिंग अधिक कुशल और स्थिर होंगी, जो औद्योगिक विनिर्माण में उच्च - परावर्तन सामग्री के व्यापक अनुप्रयोग के लिए अधिक विश्वसनीय तकनीकी सहायता प्रदान करते हैं, और एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक जानकारी, और नई ऊर्जा {3} जैसे क्षेत्रों के उच्च गुणवत्ता वाले विकास को बढ़ावा देते हैं।
-- रेथर लेजर जैक सन --