การเชื่อมด้วยเลเซอร์คืออะไร?
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำงานอย่างไร
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ลำแสงเลเซอร์แบบโฟกัสเพื่อเชื่อมโลหะหรือเทอร์โมพลาสติก สามารถใช้ในหลายอุตสาหกรรมตั้งแต่การบินและอวกาศและอุปกรณ์การแพทย์ไปจนถึงการผลิตเครื่องประดับชั้นดี ต่อไปนี้เป็นหลักการทำงานพื้นฐานของการเชื่อมด้วยเลเซอร์:
- แหล่งกำเนิดเลเซอร์: แหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เครื่องกำเนิดเลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เครื่องกำเนิดเลเซอร์ไฟเบอร์ และเครื่องกำเนิดเลเซอร์ไดโอด แหล่งกำเนิดเลเซอร์เหล่านี้สามารถสร้างลำแสงเลเซอร์แบบเอกรงค์เดียว มีความสอดคล้องกันสูง และมีทิศทางสูง
- การโฟกัสลำแสง: จำเป็นต้องโฟกัสลำแสงเลเซอร์ผ่านเลนส์หรือตัวสะท้อนแสงเพื่อรวมพลังงานของลำแสงไปที่บริเวณการเชื่อมเพื่อให้ชิ้นงานร้อนอย่างรวดเร็ว
- การดูดซับและการนำ: หลังจากที่ลำแสงเลเซอร์ฉายรังสีบนพื้นผิวของชิ้นงาน พลังงานจะถูกดูดซับโดยชิ้นงานแทนที่จะสะท้อนกลับ ระดับการดูดซับพลังงานเลเซอร์ขึ้นอยู่กับชนิดและสีของวัสดุ
- การหลอมละลายและการหลอมเหลว: ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงจะทำให้บริเวณการเชื่อมเหนือจุดหลอมเหลวร้อนอย่างรวดเร็ว ทำให้วัสดุชิ้นงานหลอมละลายในทันที
- การทำความเย็นและการแข็งตัว: เมื่อลำแสงเลเซอร์หยุดการฉายรังสี พื้นที่การเชื่อมจะเย็นลงอย่างรวดเร็วและโลหะหลอมเหลวจะแข็งตัว ชิ้นงานได้รับการเชื่อมต่ออย่างแน่นหนา
ข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความหลากหลายมากและสามารถใช้ร่วมกับการเชื่อมอาร์กแบบดั้งเดิมเพื่อสร้างการเชื่อมอาร์กด้วยเลเซอร์แบบไฮบริด การเชื่อมที่ได้จะรวมข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมอาร์กเข้าด้วยกัน การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีมากกว่าเทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมหลายประการ ได้แก่:
- ความแม่นยำสูง: การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งและคุณภาพการเชื่อมที่สูงมาก และสามารถบรรลุความแม่นยำในการเชื่อมระดับไมครอน รอยเชื่อมที่เกิดจากการเชื่อมด้วยเลเซอร์โดยทั่วไปจะมีคุณภาพสูงกว่า ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเชื่อมที่มีความแม่นยำสูง เช่น การผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ทางการแพทย์
- การเชื่อมแบบไร้การสัมผัส: การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการแบบไม่สัมผัสซึ่งไม่ทำลายพื้นผิวชิ้นงานและไม่จำเป็นต้องสัมผัสทางกายภาพ มีประโยชน์มากเมื่อทำงานกับวัสดุที่เปราะหรือชิ้นส่วนที่ละเอียดอ่อนในการเชื่อมด้วยเลเซอร์
- การปกป้องสิ่งแวดล้อม: เมื่อเปรียบเทียบกับการเชื่อมแบบดั้งเดิม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มักจะสร้างของเสียและการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายน้อยกว่า และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า
- การป้อนความร้อนต่ำ: การป้อนความร้อนของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ต่ำเนื่องจากพื้นที่การเชื่อมมีขนาดเล็กมาก ลดการเสียรูปและขนาดของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการเชื่อมวัสดุแผ่นบางและส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อน
- เวลาดำเนินการเร็วขึ้น: การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทำได้รวดเร็วและสามารถทำงานเชื่อมให้เสร็จสิ้นได้อย่างรวดเร็วและปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต นอกจากนี้การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่จำเป็นต้องใช้วัสดุตัวเติม ช่วยลดการสิ้นเปลืองวัสดุ และกระบวนการนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าคุ้มค่ากว่าการเชื่อมแบบเดิมๆ
- ใช้งานได้หลากหลาย: การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถใช้กับวัสดุได้หลากหลาย รวมถึงโลหะ พลาสติก เซรามิก ฯลฯ ซึ่งทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ
- การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความหลากหลายมากและสามารถใช้ร่วมกับการเชื่อมอาร์กแบบดั้งเดิมเพื่อสร้างการเชื่อมอาร์กด้วยเลเซอร์แบบไฮบริด การเชื่อมที่ได้จะรวมข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมอาร์กเข้าด้วยกัน
ข้อเสียของการเชื่อมด้วยเลเซอร์
การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีการเชื่อมสมัยใหม่ที่มีความแม่นยำและประสิทธิภาพสูง แต่ก็มีข้อบกพร่องและข้อจำกัดบางประการเช่นกัน ต่อไปนี้เป็นข้อเสียเปรียบหลักของการเชื่อมด้วยเลเซอร์:
- ต้นทุนสูง: ต้นทุนการซื้อและบำรุงรักษาอุปกรณ์เลเซอร์ค่อนข้างสูง รวมถึงเครื่องกำเนิดเลเซอร์ ส่วนประกอบด้านแสง ระบบทำความเย็น ฯลฯ ซึ่งอาจจำกัดการนำการเชื่อมด้วยเลเซอร์มาใช้ในธุรกิจขนาดเล็กหรือผู้ผลิตที่มีงบประมาณจำกัด
- ข้อกำหนดในการเลือกวัสดุสูง: การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อกำหนดค่อนข้างสูงในด้านวัสดุและคุณภาพของชิ้นงาน เหมาะกว่าสำหรับวัสดุที่มีความนำไฟฟ้าสูง เช่น โลหะ ในขณะที่วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้าหรือโปร่งใสบางชนิดนั้น ช่วงการใช้งานมีจำกัด
- ความยากในการประมวลผลวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง: เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวสูง เช่น ทังสเตน โมลิบดีนัม ฯลฯ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ต้องใช้พลังงานที่สูงกว่าและใช้เวลาในการเชื่อมนานกว่า ซึ่งอาจนำไปสู่ผลกระทบจากความร้อนและปัญหาการเสียรูป
- ข้อกำหนดในการทำความสะอาดสูง: การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับคุณภาพของพื้นผิวชิ้นงาน แม้แต่คราบเล็กๆ ชั้นออกไซด์ หรือจาระบีก็อาจส่งผลต่อคุณภาพการเชื่อมได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการเตรียมพื้นผิวและทำความสะอาดอย่างระมัดระวังก่อนการเชื่อม
- ปัญหาด้านความปลอดภัย: ลำแสงเลเซอร์มีพลังงานสูงและอาจเป็นอันตรายต่อดวงตาและผิวหนังของมนุษย์ ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานจึงจำเป็นต้องใช้มาตรการความปลอดภัยที่จำเป็น เช่น สวมแว่นตาป้องกันและเสื้อผ้าที่เหมาะสม
- การรบกวนของแสงที่มองเห็นได้: เลเซอร์แสงที่มองเห็นได้มีแนวโน้มที่จะถูกรบกวนด้วยแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งจำเป็นต้องมีมาตรการเพื่อให้แน่ใจว่าแสงในพื้นที่ทำงานได้รับการควบคุมอย่างเหมาะสม
การเชื่อมแบบดั้งเดิมคืออะไร?
วิธีการทำงานของการเชื่อมแบบดั้งเดิม
เทคนิคการเชื่อมแบบทั่วไปคือชุดวิธีการดั้งเดิมในการต่อโลหะหรือวัสดุอื่นๆ ที่มีมานานหลายปี และมีการใช้ในด้านการผลิตและการซ่อมแซมที่หลากหลาย ต่อไปนี้เป็นเทคนิคการเชื่อมแบบดั้งเดิมทั่วไปบางส่วน:
- การเชื่อมอาร์ก: การเชื่อมอาร์กเป็นวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมที่ใช้อาร์คเพื่อสร้างอุณหภูมิสูงเพื่อละลายวัสดุและชิ้นงานเชื่อม จากนั้นจึงทำให้เย็นลงและแข็งตัวเพื่อสร้างรอยเชื่อม วิธีการเชื่อมอาร์กหลัก ได้แก่ การเชื่อมอาร์กด้วยมือ การเชื่อมแบบป้องกันแก๊ส (MIG) การเชื่อมอาร์กโลหะด้วยมือ (SMAW/ARC) และการเชื่อม TIG (GTAW)
- การเชื่อมด้วยแก๊ส: การใช้เปลวไฟเพื่อให้ความร้อนแก่วัสดุเชื่อม หลอมและเชื่อมเข้าด้วยกัน วิธีการเชื่อมแก๊สที่พบบ่อยที่สุดคือการเชื่อมอะเซทิลีน-ออกซิเจน ซึ่งใช้เปลวไฟของอะเซทิลีนและออกซิเจนเพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นงาน และเหมาะสำหรับงานโลหะแผ่น ท่อ และการซ่อมแซมโลหะ
- การเชื่อมแบบต้านทาน: การเชื่อมโลหะสองชิ้นเข้าด้วยกันโดยใช้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านชิ้นงานเพื่อสร้างความร้อน วิธีการเชื่อมด้วยความต้านทานหลัก ได้แก่ การเชื่อมแบบจุด การเชื่อมตะเข็บ และการบัดกรี
- การเชื่อมด้วยแรงดัน: การเชื่อมด้วยแรงดันเป็นวิธีการเชื่อมโลหะสองชิ้นเข้าด้วยกันโดยใช้ความร้อนและแรงดัน รวมถึงการเชื่อมแบบจุดต้านทาน การเชื่อมตะเข็บต้านทาน และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ข้อดีของการเชื่อมแบบดั้งเดิม
อย่างไรก็ตาม กระบวนการเชื่อมแบบดั้งเดิมยังคงเป็นโซลูชันการผลิตที่คงทนสำหรับหลายอุตสาหกรรม และการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีข้อดีมากกว่าวิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมหลายประการ จุดเฉพาะมีดังนี้:
- ต้นทุนต่ำ: อุปกรณ์การเชื่อมแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปมีราคาไม่แพงนัก และผู้ฝึกอบรมมีราคาถูกกว่า ซึ่งช่วยลดการลงทุนเริ่มแรกและต้นทุนการดำเนินงาน และเหมาะสำหรับธุรกิจที่มีงบประมาณจำกัด
- ใช้งานได้อย่างกว้างขวาง: เทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมสามารถใช้ได้กับวัสดุหลากหลายประเภท ตั้งแต่โลหะไปจนถึงพลาสติก และบนแผ่นที่มีความหนาต่างกัน ความเก่งกาจนี้ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
- การเชื่อมโครงสร้างขนาดใหญ่: เทคนิคการเชื่อมแบบดั้งเดิมเหมาะสำหรับการเชื่อมโครงสร้างขนาดใหญ่ เช่น สะพาน อาคาร และการต่อเรือ มีการเชื่อมต่อและการบังคับใช้ที่แข็งแกร่ง
- ความทนทาน: โดยทั่วไปเทคนิคการเชื่อมแบบดั้งเดิมจะให้การเชื่อมต่อที่แข็งแรง เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเชื่อมต่อที่มีความแข็งแรงสูง เช่น ยานพาหนะและโครงสร้างทางวิศวกรรม
- การประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติ: เทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมสามารถใช้ร่วมกับระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตจำนวนมาก
- ความสามารถในการปรับตัวของพื้นผิว: วิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมเหมาะสำหรับพื้นผิวประเภทต่างๆ รวมถึงวัสดุโลหะและอโลหะประเภทต่างๆ
- การซ่อมแซมและการบูรณะ: เทคนิคการเชื่อมแบบดั้งเดิมยังคงมีบทบาทสำคัญในการซ่อมแซมและบำรุงรักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ห่างจากแหล่งพลังงานหรือในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
- ความลึกของการเชื่อม: โดยทั่วไปการเชื่อมทั่วไปจะมีความลึกของการเชื่อมที่ใหญ่กว่า และเหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการเชื่อมที่ลึกกว่า
- ความพร้อมใช้งานของวัสดุการเชื่อม: วิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมมักจะใช้วัสดุตัวเติมทั่วไป ซึ่งมักจะหาได้ง่าย
ข้อเสียของการเชื่อมแบบเดิม
เทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมยังคงมีคุณค่าในการใช้งานหลายอย่าง แต่ก็มีข้อเสียและข้อจำกัดบางประการเช่นกัน นี่คือข้อเสียเปรียบหลักบางประการของเทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมเมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์:
- ความแม่นยำต่ำกว่า: กระบวนการเชื่อมอาจทำให้เกิดความกว้างของการเชื่อมขนาดใหญ่และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ซึ่งอาจนำไปสู่การเสียรูปของชิ้นงาน ความไม่เสถียรของมิติ หรือความไม่ถูกต้องในการเชื่อมต่อของการเชื่อม
- ผลกระทบจากความร้อนขนาดใหญ่: ความร้อนที่ได้รับจากเทคโนโลยีการเชื่อมแบบดั้งเดิมนั้นค่อนข้างสูง ซึ่งสามารถก่อให้เกิดผลกระทบต่อความร้อนในวงกว้างได้อย่างง่ายดายบนชิ้นงาน ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพและคุณภาพของชิ้นงาน โดยเฉพาะในกรณีของวัสดุที่ไวต่อความร้อน .
- ประสิทธิภาพการผลิตที่ต่ำกว่า: การเชื่อมแบบดั้งเดิมมักต้องใช้เวลาในการเชื่อมค่อนข้างนานเนื่องจากความเร็วในการเชื่อมที่ช้า สิ่งนี้จำกัดประสิทธิภาพของการผลิตขนาดใหญ่และอาจเพิ่มต้นทุนการผลิต
- การปล่อยของเสียและก๊าซที่สูงขึ้น: การเชื่อมแบบดั้งเดิมมักจะต้องใช้วัสดุตัวเติมและวัสดุของเสียมากขึ้น และก่อให้เกิดของเสียและการปล่อยก๊าซที่เป็นอันตรายจำนวนมาก ซึ่งส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม
- ความเสี่ยงด้านความปลอดภัยขนาดใหญ่: เปลวไฟและการกระเด็นของความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเชื่อมแบบดั้งเดิมอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ปฏิบัติงานและสิ่งแวดล้อมโดยรอบ
- ข้อกำหนดในการทำความสะอาดและหลังการประมวลผล: กระบวนการเชื่อมแบบดั้งเดิมมักต้องมีขั้นตอนการทำความสะอาดและการประมวลผลในภายหลังเพื่อกำจัดสิ่งตกค้างจากการเชื่อมหรือปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม ซึ่งจะเพิ่มเวลาและต้นทุนในการผลิต
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ VS การเชื่อมแบบธรรมดา เลือกวิธีเชื่อมแบบไหน?
ประเภทวัสดุ
ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ
ผลกระทบจากความร้อน
ประสิทธิภาพการผลิต
การพิจารณาต้นทุน
ความหนาของวัสดุ
ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
สรุป
- [email protected]
- [email protected]
- +86-19963414011
- หมายเลข 3 โซน A เขตอุตสาหกรรม Luzhen เมือง Yucheng มณฑลซานตง