ما هي عيوب اللحام التي يمكن أن تحدث في اللحام بالليزر؟ كيف حلها؟

يستخدم اللحام بالليزر على نطاق واسع في مختلف الصناعات نظرًا لمزاياه المتمثلة في الكفاءة العالية والدقة العالية والتأثير الجيد وسهولة تكامل الأتمتة. وتلعب دورًا مهمًا في الإنتاج الصناعي والتصنيع، بما في ذلك الصناعات العسكرية والطبية والفضاء والطاقة الجديدة وغيرها من الصناعات. ومع ذلك، فإن أي طريقة معالجة، إذا لم يتم فهم مبادئها وعملياتها بشكل صحيح، قد تنتج عيوبًا أو منتجات معيبة، واللحام بالليزر ليس استثناءً. لتعظيم قيمة اللحام بالليزر وإنتاج منتج عالي الجودة بمظهر لا تشوبه شائبة، من المهم فهم هذه المزالق ومعرفة كيفية تجنبها.

مبادئ اللحام بالليزر

يعد اللحام بالليزر أحد التطبيقات المهمة لتقنية معالجة المواد بالليزر. يعمل اللحام بالليزر في وضعين مختلفين بشكل أساسي: اللحام المحدود بالتوصيل واللحام العميق. يتم إجراء التوصيل الحراري أثناء عملية اللحام ، أي أن إشعاع الليزر يسخن السطح ، وتنتشر حرارة السطح إلى الداخل من خلال التوصيل الحراري. من خلال التحكم في عرض نبضة الليزر ، والطاقة ، وقوة الذروة وتردد التكرار ، وذوبان العناصر ، وغيرها من المعلمات ، يتم تكوين تجمع منصهر محدد على سطح المعدن. تعمل الحرارة على إذابة المادة لتكوين حبة لحام بين السطحين ، مما يكمل اللحام.
يتميز اللحام بالليزر بدقة عالية وجودة لحام. نظرًا لأن الليزر نفسه يولد القليل جدًا من الحرارة ، فإن خط اللحام الناتج بعد اللحام بالليزر يكون أيضًا صغيرًا نسبيًا ، مما يجعل اللحام بالليزر مناسبًا بشكل خاص للمواد الأرق ، مثل الإلكترونيات أو الأختام الزجاجية / المعدنية. بينما عند لحام المواد السميكة ، يتم إنتاج اللحامات الضيقة والعميقة بين الأجزاء ذات الحواف المربعة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يصل الليزر إلى درجات حرارة عالية بشكل لا يصدق (آلاف الدرجات المئوية) ، لذلك يمكنه إنتاج لحامات قوية جدًا ومتينة يمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى والبيئات القاسية.

عيوب اللحام الشائعة في اللحام بالليزر وكيفية حلها

يتميز اللحام بالليزر بمزايا الكفاءة العالية والدقة العالية والتأثير الجيد والأتمتة السهلة والتكامل وما إلى ذلك ، ولكن التشغيل غير السليم يمكن أن يؤدي أيضًا إلى عيوب خطيرة في الجودة في المنتجات. فقط من خلال فهم هذه العيوب بشكل جيد ، يمكن تشغيل قيمة اللحام بالليزر بشكل كامل ، ويمكن معالجة المنتجات ذات المظهر الجميل والجودة العالية. فيما يلي 8 عيوب لحام تحدث غالبًا في اللحام بالليزر.

المسامية

المسام هي أحد العيوب التي يمكن أن تحدث في اللحام بالليزر. يمكن أن تكون المسامية في اللحام بالليزر ناتجة عن تلوث اللوح أو السطح أو التنظيف المسبق غير الكافي ، مثل الشحوم ، والزيت ، والأكاسيد ، وبخار الماء الممتص ، وقطع بقايا السوائل ، وما إلى ذلك. تجمع اللحام بالليزر عميق وضيق ، وسرعة التبريد سريع. لا يوجد وقت للهروب من الغاز المتولد في البركة المنصهرة السائلة بسبب تلوث السطح ، ومن السهل تكوين المسام. ومع ذلك ، فإن اللحام بالليزر يبرد بسرعة ، وتكون المسام الناتجة أصغر بشكل عام من اللحام بالانصهار التقليدي.
لتجنب المسامية في اللحام بالليزر:

ضمان غاز التدريع المناسب: استخدم غاز تدريع عالي الجودة (عادة خليط من الأرجون أو الهليوم) لتوفير حماية كافية من الغازات الجوية.
تحسين تدفق الغاز: اضبط تدفق واتجاه غاز التدريع المناسب لحماية منطقة اللحام بشكل فعال إلى أقصى حد.
تنظيف سطح قطعة العمل: قم بتنظيف السطح المراد لحامه تمامًا لإزالة أي ملوثات مثل الزيت أو الشحوم أو الصدأ أو الأوساخ لمنع انحباس الغاز. استخدم طرق التنظيف المناسبة مثل التنظيف بالمذيبات أو التنظيف الميكانيكي أو التنظيف الكيميائي حسب الحاجة.
التحضير المناسب للمفصل: تأكد من ملاءمة المفصل ومحاذاة المفصل بشكل صحيح لتجنب خلق فجوات حيث قد يتم احتجاز الغاز. إذا كان ذلك ممكنًا ، استخدم تقنيات التطهير الخلفي لمنع انحباس الغاز.

تقويض

التقويض هو أخدود أو انخفاض يتشكل عند حافة اللحام. عادة ما يكون ناتجًا عن مدخلات الحرارة الزائدة أو سرعة اللحام. عندما تكون سرعة اللحام سريعة جدًا ، فإن المعدن السائل الموجود خلف الفتحة الصغيرة في وسط اللحام ليس لديه وقت لإعادة التوزيع ، وسوف يتصلب على جانبي اللحام ليشكل تقويضًا.
لتجنب الجروح السفلية في اللحام بالليزر:

تحسين معلمات الليزر: اضبط طاقة الليزر ومدة النبض وموضع التركيز لتحقيق إدخال الحرارة المناسب. تجنب استخدام طاقة عالية جدًا أو لحام سريع جدًا ، حيث قد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة الحرارة وتقويضها.
الحفاظ على سرعة لحام ثابتة: تحكم في حركة شعاع الليزر أو قطعة العمل للحفاظ على سرعة ثابتة للتنقل. يمكن أن تؤدي التغييرات السريعة في السرعة إلى توزيع غير متساوٍ للحرارة وتشكيل تقويض.
التصميم الملائم للمفصل والملاءمة: ضمان التحضير المناسب للمفصل ، بما في ذلك التوافق الدقيق ، والزاوية المائلة المناسبة ، والتسامح المناسب للفجوة. يساعد الحفاظ على ملاءمة محكمة على منع الانصهار المفرط للحواف ويقلل من تقويضها.

الشقوق اللحام

تشير شقوق اللحام الساخنة إلى التشققات المتولدة في منطقة درجة الحرارة المرتفعة عندما يبرد المعدن الموجود في منطقة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة بالقرب من خط الصلب أثناء عملية اللحام. يمكن تقسيمها عمومًا إلى شقوق ذات درجة حرارة عالية وشقوق منخفضة الحرارة. أثناء عملية اللحام بالليزر ، بسبب المدخلات الحرارية الصغيرة لليزر ، يكون التشوه بعد اللحام صغيرًا ، كما أن الضغط الناتج عن اللحام صغير أيضًا ، لذلك لا تحدث شقوق درجة الحرارة العالية بشكل عام. ومع ذلك ، نظرًا لاختلاف المواد والاختيار غير الصحيح لمعلمات العملية ، ستظهر شقوق درجة الحرارة المرتفعة في شكل عيوب.
لتجنب شقوق اللحام:

التحكم في مدخلات الحرارة: تحسين معلمات الليزر للتحكم في مدخلات الحرارة وتقليل الإجهاد الحراري. تجنب تراكم الحرارة المفرط ومعدلات التبريد السريعة ، مما قد يؤدي إلى التشقق. يمكن تحقيق ذلك عن طريق ضبط قوة الليزر ومدة النبض أو باستخدام تقنيات تشكيل النبض.
التسخين المسبق والمعالجة الحرارية بعد اللحام: يساعد التسخين المسبق لقطعة العمل قبل اللحام على تقليل التدرجات الحرارية والضغوط وتحسين قابلية اللحام. يمكن أيضًا استخدام تقنيات المعالجة الحرارية بعد اللحام مثل التلدين أو تخفيف الضغط لتخفيف الضغوط المتبقية ، وتعزيز الخواص الميكانيكية ، وتقليل مخاطر التصدع.
اختيار مادة الحشو: استخدم مادة حشو ذات التركيبة المناسبة والليونة لتتناسب مع المادة الأساسية لتقليل مخاطر التشقق.

اندماج غير كامل أو عدم الاختراق

يحدث الاندماج غير الكامل ، أو الاختراق غير الكامل ، عندما لا يندمج معدن اللحام تمامًا مع الخشب أو يخترق السماكة الكاملة للمفصل.
لتجنب الاندماج غير الكامل أو غير المخترق:

تحسين معلمات الليزر: ضبط قوة الليزر ، ومدة النبض ، وموضع التركيز لتحقيق اندماج واختراق مناسب للمواد. يمكن أن يساعد إعداد طاقة أعلى أو ضبط موضع التركيز البؤري على تحقيق اختراق أعمق.
التحضير والتجميع المشترك: ضمان التصميم والتجميع المناسبين للمفصل. يجب اختيار زوايا الأخدود ، وتحمل الفجوات ، وتقنيات تحضير المفصل لتعزيز الاندماج والاختراق المناسبين.
ضبط سرعة اللحام: اضبط سرعة اللحام للسماح بإدخال حرارة كافية واختراق للمفصل. يضمن تحسين سرعة اللحام أن طاقة الليزر تتفاعل بشكل كامل مع المادة.

دفقة

يمكن أن يؤثر التناثر الناتج عن اللحام بالليزر بشكل خطير على جودة سطح خط اللحام. بعد اللحام، قد تظهر العديد من الجزيئات المعدنية على سطح قطعة العمل أو المادة، الأمر الذي لا يؤثر فقط على المظهر ولكن يؤثر أيضًا على الاستخدام. عندما يكون رذاذ الماء خطيرًا، فإنه يؤدي أيضًا إلى تلويث العدسة وإتلافها.
لتجنب تناثر اللحام بالليزر:

تحسين تركيز شعاع الليزر وموضعه: اضبط موضع تركيز شعاع الليزر وشكله بشكل صحيح لتحقيق لحام مستقر ودقيق. تجنب المحاذاة الخاطئة أو التركيز غير المستقر لشعاع الليزر ، مما قد يسبب تناثرًا.
استخدم غاز التدريع المناسب ومعدل التدفق: اختر تركيبة غاز التدريع المناسبة ومعدل التدفق لتوفير الحماية الكافية. يساعد غاز الحماية على منع أكسدة حوض اللحام وتلوثه ويقلل من تناثر المياه. يجب تعديل تدفق الغاز وفقًا لمتطلبات اللحام.
قم بتنظيف سطح قطعة العمل: قم بتنظيف سطح قطعة العمل تمامًا وإزالة أي تلوث قد يتسبب في تكون ترشيش.

التشوه

يشير التشوه إلى تشوه أو ثني هيكل أو قطعة عمل ملحومة بسبب عملية اللحام.
لتجنب تشوه اللحام بالليزر:

استخدم تقنية التثبيت والربط الصحيحة: إصلاح قطعة العمل أو الهيكل لتقليل الحركة أو التشوه أثناء اللحام. يساعد الدعم الكافي والمحاذاة لقطعة العمل في الحفاظ على ثبات الأبعاد.
التسخين المسبق لقطعة العمل: ضع في اعتبارك التسخين المسبق لقطعة العمل لتقليل التدرجات الحرارية وتقليل التشوه.
التبريد الخاضع للرقابة: تطبيق تقنيات التبريد الخاضعة للرقابة ، مثل استخدام المشتتات الحرارية أو التركيبات ، لتنظيم معدلات التبريد وتقليل التدرجات الحرارية.

قضايا المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

ينشئ اللحام بالليزر منطقة شديدة التركيز شديدة التأثر بالحرارة حول اللحام. تخضع المنطقة المتأثرة بالحرارة لدورات حرارية وتغيرات هيكلية دقيقة يمكن أن تؤدي إلى انخفاض القوة والتغيرات في صلابة المادة.
لتجنب مشاكل HAZ:

تحسين معلمات الليزر: اضبط معلمات الليزر لتقليل حجم وعمق المنطقة المتأثرة بالحرارة. يتضمن ذلك التحكم في طاقة الليزر ومدة النبض وتركيز الحزمة.
استخدام تقنيات الكنس أو التذبذب: يتيح استخدام تقنيات الكنس أو التذبذب توزيعًا متساويًا للحرارة وتقليل تركيز الحرارة في مناطق معينة ، وبالتالي تقليل المشكلات المرتبطة بالمناطق المتأثرة بالحرارة.
إجراء المعالجة الحرارية بعد اللحام: تطبيق عمليات المعالجة الحرارية المناسبة بعد اللحام ، مثل التلدين أو تخفيف الضغط ، لتحسين البنية الدقيقة وتقليل المشكلات المرتبطة بالمنطقة المتأثرة بالحرارة. تساعد المعالجة الحرارية على استعادة خصائص المواد في المنطقة المتأثرة بالحرارة.

انهيار اللحام

يشير انهيار اللحام بالليزر إلى التشوه الداخلي أو غرق خط اللحام أثناء عملية اللحام. يمكن أن يحدث هذا لعدة أسباب ، مثل طاقة الليزر العالية جدًا ، وعدم كفاية التحكم في حوض الذوبان ، وعدم كفاية الدعم المادي ، وتجميع الوصلات غير المناسب ، وسوء الإدارة الحرارية ، وقضايا اختيار المواد ، ونقص مراقبة العملية والتحكم فيها.
لتجنب انهيار اللحام:

تحسين معلمات الليزر: تقليل طاقة الليزر أو كثافة الطاقة لمنع الانصهار المفرط للمواد المحيطة. ضبط قوة الليزر ومدة النبض وشكل الحزمة لتحقيق التوازن بين الاختراق وتجنب الذوبان المفرط الذي قد يؤدي إلى الانهيار.
دعم المواد المناسب: وفر دعمًا مناسبًا للمواد أثناء اللحام باستخدام تركيبات أو أدوات تثبيت أو مشابك لتثبيت قطعة العمل في مكانها وتوفير الاستقرار. ضع في اعتبارك استخدام قضبان الدعم أو المشتتات الحرارية لتبديد الحرارة وتوفير دعم إضافي للمفاصل.
ضمان التجميع المناسب للمفصل: التجميع الصحيح للمفصل يساعد على منع الانهيار. تأكد من أن أسطح التزاوج معدة ومحاذاة بشكل صحيح قبل اللحام. تعزيز قوة وثبات المفاصل من خلال تنفيذ تقنيات التصميم المناسب للمفاصل وإعداد الحواف.
إدارة مدخلات الحرارة: التحكم في إدخال الحرارة وإدارة الدورات الحرارية بشكل صحيح. قم بتحسين استراتيجيات المسح أو الحركة لتوزيع الحرارة بالتساوي وتجنب ارتفاع درجة الحرارة الموضعية. تنفيذ تقنيات التسخين المسبق أو التبريد المتحكم فيه لتقليل التدرجات الحرارية وتقليل مخاطر الانهيار.
اختيار المواد والتوافق: حدد المواد المناسبة ومعايير اللحام المتوافقة بشكل متبادل. ضع في اعتبارك خصائص المواد مثل التوصيل الحراري ونقطة الانصهار لضمان النقل المناسب للحرارة ومنع الانصهار الموضعي المفرط.
مراقبة العملية والتحكم فيها: تنفيذ نظام مراقبة ومراقبة عملية في الوقت الفعلي لاكتشاف علامات الانهيار أو الانحرافات عن معايير اللحام المطلوبة. استخدم آليات التغذية الراجعة أثناء اللحام لضبط معلمات الليزر أو سرعة المسح أو دعم المواد. اعتماد تقنيات متقدمة مثل أنظمة التحكم التكيفية أو التحكم في ردود الفعل ذات الحلقة المغلقة لتحقيق ظروف لحام ثابتة ومستقرة.
ضمان التحكم المناسب في تجمع الذوبان: تحكم في حجم وشكل حوض الذوبان عن طريق ضبط معلمات الليزر وسرعة المسح. استخدم تقنيات اللحام المناسبة ، مثل لحام ثقب المفتاح أو لحام وضع التوصيل ، لضمان تشكيل حوض لحام مستقر ومسيطر عليه.

لخص

بالطبع ، يمكن أن ترتبط عيوب أخرى باللحام بالليزر. بالإضافة إلى مشاكل التشغيل الفنية ، يمكن أن تؤدي بعض العيوب إلى تغييرات في خصائص المادة. فقط من خلال الفهم الصحيح للعيوب التي قد تحدث في عملية اللحام بالليزر وأسباب العيوب المختلفة يمكننا حل مشكلة اللحام غير الطبيعي بطريقة أكثر استهدافًا.
لدى AccTek Laser مجموعة واسعة من ماكينات اللحام بالليزربما في ذلك المحمولة والتنظيف واللحام ماكينات لحام ليزر 3 في 1مناسبة لحام الصفائح المعدنية والأنابيب. إذا كنت تبحث عن آلة لتطبيق خاص، AccTek Laser يمكن أيضًا تجهيزها بمكونات مناسبة لتحقيق حل مخصص وفقًا لمتطلبات العميل.

معدات الليزر

معلومات الاتصال

احصل على حلول الليزر