کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت های مختلف
یکی از روشهایی که امکان اتصال دو یا چند قطعه فلزی یا غیرفلزی به یکدیگر را فراهم میکند جوشکاری است که خود به روشهای مختلفی اجرا میشود. جدیدترین و به روزترین روش جوشکاری با استفاده از دستگاه جوش لیزر انجام میشود. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتهای مختلف به قدری وسیع است که بیشتر صاحبان صنایع از این ابزار مجهز برای جوشکاری و اتصال قطعات استفاده میکنند. به طور کلی جوشکاری به دو روش اصلی ذوبی و جامد انجام میشود. جوش لیزری جزو جوشکاری ذوبی است که با تابش اشعه و ایجاد حرارت، سبب اتصال قطعات به یکدیگر میشود.
در روش جوشکاری لیزری، اشعه لیزر به قسمتهایی از قطعات که قرار است به هم متصل شوند برخورد کرده و تمرکز اشعه پرقدرت و باریک در این قسمتها باعث ذوب شدن سطح کار شده و حوضچه جوش را تشکیل میدهد. ویژگیهایی همچون دقت و سرعت بالا و انجام جوشکاری با ظرافت بیشتر، موجب گستردگی کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتها شده است. در این دستگاه، پالس لیزر با انرژی بسیار زیاد به صورت موضعی یک منطقه از مواد قابل جوش را گرم کرده و این گرما پس از پخش شدن از طریق رسانش و نفوذ، باعث ذوب و اتصال قطعات میشود. برای اطلاع از کاربردهای این فناوری در ادامه با ما همراه باشید.
فهرست مطالب
کاربرد دستگاه لیزر در صنایع مختلف
دستگاههای جوش لیزری قابلیت انجام جوشکاری ذوبی، جامد و با استفاده از لیزر فایبر را دارند. این دستگاهها به صورت تمام اتوماتیک و دستی تولید میشوند و نسبت به نوع جوشکاری کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتها متفاوت است. با استفاده از این دستگاهها امکان انجام جوشکاری لیزری نقطهای و خطی وجود دارد. همچنین از نظر روش انجام جوشکاری، انواع جوش لب به لب، 90 درجه و جوش روی هم با دستگاههای جوش لیزری قابل انجام است. از این رو در بسیاری از صنایع از قابلیتهای فوقالعاده این دستگاهها استفاده میشود که ازجمله این صنایع میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
خودروسازی
یکی از مهمترین کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت خودروسازی است. با استفاده از این فناوری، قطعات مهم خودروها با کیفیت بالایی تولید شده و این باعث میشود خودروهای تولید داخلی قابلیت رقابت با خودروهای وارداتی را داشته باشند. جوش لیزری در ساخت بدنه مانند قاب بدنه، قاب درها، شاسی، کاپوت، صندوق عقب و قطعاتی همچون گیربکس، سیلندر، فیلترها، کمک فنر و اگزوز کاربرد زیادی دارد.
به عنوان مثال، جوشکاری دنده گیربکس با استفاده از جوش لیزری باعث جلوگیری از تغییر شکل چرخ دنده شده و پس از جوشکاری نیاز نیست آن را در معرض حرارت قرار داد. از دیگر کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت خودروسازی، جوشکاری اجزای موتور الکتریکی است. استفاده از این فناوری به تولید خودروهای الکتریکی باکیفیت کمک زیادی میکند. جوشکاری باتری و اتصالات موتور الکتریکی به دلیل اینکه این قطعات از جنس مواد رسانا هستند با جوش لیزری بهتر انجام شده و کیفیت جوشکاری بالاتر خواهد بود.
ساخت ماشین آلات صنعتی
تجهیزات و ماشین آلاتی که در صنعت ساختمانی و سایر صنایع مورد استفاده قرار میگیرند باید از کیفیت و کارایی بسیار خوبی برخوردار باشند. با بهرهمندی از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت تولید ماشین آلات صنعتی میتوان به این هدف دست یافت. این ماشین آلات از قطعات مختلفی تشکیل میشوند و بهترین راه برای برش و جوشکاری صفحات فلزی ضخیم و اتصال قطعات به یکدیگر استفاده از دستگاههای برش و جوش لیزری است.
استفاده از دستگاه جوش لیزری در تولید ماشین آلات صنعتی باعث میشود عملکرد و کارایی این تجهیزات بهبود یافته و کمتر نیاز به تعمیر داشته باشند. درنتیجه هزینههای ناشی از تعمیر و نگهداری ماشین آلات کاهش یافته و برای صاحبان صنایع صرفه اقتصادی دارد. در زمان استفاده از جوش لیزری برای جوشکاری قطعات مختلف ماشین آلات صنعتی، دقت و کیفیت کار افزایش یافته و تولید این تجهیزات به صورت پیشرفته انجام میشود.
کشتی سازی
جوشکاری یکی از فرآیندهای اصلی در کشتی سازی است. در گذشته برای اتصال بخشهای مختلف کشتیها از روشهای جوشکاری سنتی استفاده میشد. اما کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت کشتی سازی تحول عظیمی ایجاد کرده است. بدنه و عرشه کشتی از صفحات و قطعات کوچکی تشکیل شده که به یکدیگر متصل شدهاند. استفاده از فناوری جوش لیزری در اتصال این بخشها سبب صاف شدن سطوح بعد از جوشکاری میشود. به طوری که محل اتصالات کاملا تمیز بوده و برجستگیهای اضافی در این قسمتها باقی نمیماند.
امروزه در ساخت و تولید انواع کشتیهای تفریحی، جنگی و زیردریاییها از جوشکاری لیزری استفاده میشود. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت کشتی سازی سبب شده اتصالات محکمتر، دقیقتر و ضدآب باشند. باتوجه به اینکه جوش لیزری با استفاده از حداقل گرما و بدون آسیب به محیط زیست انجام میشود یکی از بهترین گزینهها برای اتصال انواع قطعات در کشتیها است.
صنعت هوافضا
تجهیزات مربوط به صنعت هوافضا دارای طراحی پیچیده هستند و برای ساخت و تولید این تجهیزات با استانداردهای بالا لازم است از دستگاهها و فناوری پیشرفته استفاده شود. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت هوافضا و جوشکاری قطعات مختلف هواپیماها، موشکها و سایر تجهیزات باعث افزایش دقت و سرعت عملیات جوشکاری شده و ایمنی کار را بالا میبرد. جوشکاری لیزری یک روش نوین است و نسبت به روشهای قدیمی برتریهایی دارد.
استفاده از این تکنولوژی در ساخت هواپیماها باعث افزایش طول عمر هواپیما میشود. از طرفی به دلیل کیفیت بالای جوشکاری در این روش، محل اتصال قطعات کاملا محکم و بادوام بوده و در برابر شوک و لرزش شدید مقاومت بسیار خوبی از خود نشان میدهد. بخشهایی از هواپیما مانند بدنه، کاور موتور و بالها که از فلزات پرتوان ساخته میشوند بهتر است با روشهای مطمئنی مانند جوش لیزری به هم متصل شوند.
صنعت نفت و گاز
یکی از انواع مهم کاربرد دستگاه جوش لیزر در صنعت نفت و گاز است. بیلوزها قطعات حساسی هستند که طراحی و ساخت آنها باید با دقت بالا و محاسبات دقیق انجام شود. این اتصالات انعطاف پذیر در صنایع، شوکهای حرارتی و مکانیکی را جذب میکنند. به عبارتی هدف استفاده از بیلوزها این است که از فشار برگشتی سیالات جلوگیری کند. صنعت نفت و گاز با سیالات و مواد سمی سر و کار دارد و این مواد نباید به بیرون نشت پیدا کنند.
ازجمله کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت نفت و گاز میتوان به اتصال آب بند بخش آکاردئونی به محور اصلی بیلوز اشاره کرد. ورق آکاردئونی مورد استفاده در این قسمت ضخامت بسیار کمی در حدود 2/0 میلیمتر دارد و با جوشکاری لیزری بدون نیاز به فلز پر کننده به سایر بخشها متصل میشود. همچنین جوشکاری پلاگ ولوها یا همان شیرهای سماوری که برای قطع و وصل حرکت گازها و مایعات در صنایع نفت و گاز کاربرد دارند با استفاده از روش جوشکاری لیزری قابل انجام است.
جوشکاری قطعات فلزی
روش جوشکاری لیزری برای اتصال و جوش دادن انواع قطعات فلزی بزرگ و کوچک کاربرد دارد. به دلیل اینکه در این روش میتوان پارامترهای جوشکاری را به طور دقیق کنترل کرد، اتصالات از کیفیت و دوام بیشتری برخوردار میشوند. همچنین اگر بخواهید قطعات کوچک فلزی را با ظرافت جوشکاری کنید کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت جوشکاری به شما کمک خواهد کرد.
حتی با استفاده از این دستگاه امکان تعمیرات دقیق و بازگرداندن قطعات فلزی ترمیم شده به حالت اولیه وجود دارد.
فرآیند جوشکاری لیزری در تولید و ساخت محصولات فلزی گوناگون کاربرد گستردهای دارد. دستگاههای جوش لیزری قابلیت جوش دادن و اتصال فلزاتی همچون آهن، استیل، آلومینیوم، مس، طلا، نقره، قلع، روی، نیکل و بسیاری از فلزات دیگر را دارند. همچنین با استفاده از این دستگاهها میتوان دو فلز ناهمگون و مختلف مانند نیکل – تیتانیوم، مس – فولاد کم کربن، مس – نیکل و … را با کیفیت بالایی برای بکارگیری در صنایع مختلف جوش داد.
صنعت پزشکی
یکی دیگر از کاربرد دستگاه جوش لیزر در صنعت پزشکی است. این دستگاهها در تولید لوازم و تجهیزات پزشکی و قطعاتی مانند پروتزها و ایمپلنتها کاربرد وسیعی دارند. ابزارآلاتی که در صنعت پزشکی استفاده میشوند باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند. چرا که با سلامت انسانها رابطه مستقیمی دارند. قطعاتی که داخل بدن کار گذاشته میشوند باید عاری از هرگونه مواد اضافی، بدون حفره و کاملا تمیز باشند تا بافت بدن را تحریک نکنند.
در تولید ابزارهای جراحی و قطعاتی همچون باتری قلب که دارای اجزای لحیم شده و مدارهای الکترونیکی هستند میتوان از کاربرد دستگاه جوش لیزر در صنعت پزشکی بهرهمند شد. حرارت کم، جوش تمیز، پر شدن درزها در ابعاد بسیار ظریف در حد میکرون و اتصال محکم از مزایا و ویژگیهای جوش لیزری است و همین باعث میشود بهترین گزینه برای مونتاژ و جوش ابزار و تجهیزات پزشکی باشد. تولید ابزارهای بسیار کوچک و جوشکاری میکروسکوپی با استفاده از دستگاههای جوشکاری لیزری امکان پذیر است.
طلا و جواهر سازی
با پیشرفت تکنولوژی و ورود دستگاههای جوش لیزری به صنعت طلا و جواهرسازی تحول عظیمی در این صنعت ایجاد شده است. ظرافت و دقت بالا از مهمترین ویژگیهای جوشکاری لیزری است که باعث شده در تولید و ساخت انواع دستبند، گوشواره، گردنبند، انگشتر و … کاربرد زیادی داشته باشد.
جوشکاری قطعات ریز از جنس طلا و یا بدلیجات باید با ظرافت زیادی انجام شود و فقط با تکیه بر کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت طلا و جواهرسازی میتوان این کار را انجام داد.
هنگام استفاده از دستگاه جوش لیزری در طلا و جواهرسازی از مشکلاتی همچون ایجاد خلل و فرج در محصول نهایی جلوگیری میشود. همچنین این روش برای تعمیرات جواهرات و زیورآلات از جنس طلا و نقره مناسب است و به تعمیر سریع و آسانتر قطعات کمک میکند.
صنایع ساختمانی
استفاده از جوش لیزری در صنعت ساخت و ساز از دیگر کاربردهای این فناوری نوین است. فولاد و آلومینیوم کاربرد گستردهای در صنعت ساخت و ساز و زیرساختها دارد و بیشتر اتصالات آنها با روش جوشکاری انجام میشود. استحکام و جوش پذیری از ویژگیهای اصلی فلات مورد استفاده در ساختمانها است و هنگام جوشکاری آنها باید از روشی مطمئن و دقیق استفاده کرد. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت ساخت و ساز سبب شده قطعات فلزی با کیفیت و دقت بیشتری به یکدیگر متصل شده و ساختمانهایی با سازه فلزی از مقاومت بیشتری برخوردار باشند.
با اینکه در ساخت سازههای فلزی از پرچ، پیچ و مهره برای اتصالات استفاده میشود اما بعضی از قسمتها نیاز به جوشکاری دارند. انجام جوشکاری با دقت و کیفیت بالا توسط دستگاههای جوش لیزری باعث افزایش استحکام و طول عمر سازههای فلزی میشود. همچنین عملیات ساخت و ساز با سرعت بیشتری پیش میرود. علاوه بر سازههای فلزی در ساخت پروفیل در و پنجره، نردهها و … نیز میتوان از جوشکاری لیزری استفاده کرد.
الکترونیک
کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت الکترونیک به این صورت است که در ساخت و تولید بردهای مدار چاپی، باتریها، کابلهای الکتریکی، سنسورها و ترانزیستورها مورد استفاده قرار میگیرند. قطعات الکترونیکی مورد استفاده در تراشهها، خازنها، مقاومتها و قطعات مشابه ابعاد بسیار کوچکی دارند و برای اتصال دقیق آنها باید از روشهایی مانند جوشکاری لیزری استفاده کرد. چرا که قابلیت جوش با ظرافت و دقت بالا را دارد و با این دستگاهها به راحتی میتوان قطعات ظریف را به هم جوش داد.
بهرهمندی از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت الکترونیک به تولید قطعاتی با دقت بالا کمک میکند و باعث بهبود کارایی قطعات و افزایش عمر مفید آنها میشود. به دلیل اینکه جوشکاری لیزری یک فرآیند غیرتماسی است و صرفا از تابش حرارت اشعه لیزر متمرکز شده برای جوشکاری استفاده میکند جایگزین بسیار خوبی برای روشهای سنتی است.
لوازم خانگی
کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت لوازم خانگی، تولید طیف وسیعی از لوازم مورد استفاده در خانه و آشپزخانه را شامل میشود. از جوشکاری قطعات لوازمی همچون یخچال و ماشین لباسشویی گرفته تا لوازم کوچکتر مانند مخلوط کن، همزن، کتری برقی و لوازمی از این قبیل با استفاده از دستگاههای جوش لیزری قابل انجام است. در این روش قطعه کار پس از جوشکاری دارای سطحی صاف و یکنواخت است و تغییر شکل نمیدهد.
در تولید بیشتر لوازم خانگی از ورقهای استنلس استیل با ضخامت خیلی کم در حد 1 میلیمتر استفاده میشود. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت تولید لوازم خانگی این امکان را به تولید کنندگان میدهد که این ورقهای نازک را با کیفیت بالا و به صورت دقیق به یکدیگر جوش داده و سرعت تولید افزایش یابد.
صنایع دستی و کالاهای تزئینی
صنایع دستی و کالاهایی که در این حوزه قرار دارند از محبوبیت زیادی برخوردار هستند. اصلیترین عامل اهمیت این وسایل، ظرافت بینظیر آنها است که باعث میشود جلوه زیباتری داشته باشند. یکی از انواع موارد استفاده فناوری لیزر، کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت کالاهای تزئینی و صنایع دستی است.
بکارگیری دستگاه جوش لیزری در تولید لوازم تزئینی از جنس فلز، ظرافت خاصی به این لوازم میبخشد و زیبایی آنها را دوچندان میکند. همچنین سرعت تولید را افزایش داده و امکان تولید و ساخت لوازم بیشتری را در زمان کمتری فراهم میکند. انواع لوازم دکوراتیو، عروسکها، مجسمهها، قاب تابلوها و لوازمی از این قبیل با استفاده از دستگاههای جوش لیزری با کیفیت بالایی قابل تولید هستند. شاید برخی افراد تصور کنند که استفاده از دستگاههای لیزری باعث تغییر ماهیت صنایع دستی میشود. اما این فناوری صرفا به تولید آسانتر و بهینه سازی آن کمک میکند.
ساخت قاب عینک
فریم عینکهای فلزی که معمولا از جنس آلیاژ مس و تیتانیوم تولید میشوند نیاز به جوشکاری دارند و برای این کار بهتر است با پیشرفت تکنولوژی از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت ساخت قاب عینک بهرهمند شد. فریم عینکها در بعضی قسمتها باید به هم جوش داده شده و متصل شوند. کیفیت جوش و تمیزی کار پس از جوشکاری اهمیت زیادی دارد.
در قابهای فلزی از روش جوشکاری برای اتصال استفاده میشود. البته روشهای سنتی جوشکاری برای این کار مناسب نیست. بجای آن استفاده از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت عینک سازی مورد توجه تولید کنندگان این حوزه قرار گرفته است. چون در جوشکاری لیزری، فریم عینک با ظرافت بسیار بالایی تولید شده و درز جوش آن به قدری کوچک است که به راحتی دیده نمیشود.
ساخت محصولات پلاستیکی
شاید عجیب باشد اما فناوری جوش لیزری بجز فلزات برای مواد پلاستیکی نیز قابل استفاده است. ترموپلاستیکها، الاستومرهای ترموپلاستیک، موادی همچون ABS، PS، PC، PP، PET، PBT، پلی آمید و پلی اکسی متیلن ازجمله مواد قابل جوش با دستگاه جوش لیزری هستند. البته ذوب شدن پلاستیکها در دمای کمتری نسبت به فلزات اتفاق میافتد. اتصال مواد پلاستیکی با روش جوش لیزری از آسیب دیدگی سطح کار و کثیفی ظاهر آن جلوگیری میکند.
کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت پلاستیک فقط برای موادی که قابلیت جوش خوردن با یکدیگر را دارند قابل استفاده است. همچنین باید دمای ذوب و چگالی هر یک از مواد در نظر گرفته شود. برابر بودن دمای ذوب هر دو قطعه قابل اتصال باعث میشود قطعات به درستی به یکدیگر متصل شده و محل اتصال از مقاومت بالایی برخوردار باشد.
صنعت تبلیغات
از دیگر کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتها میتوان به استفاده از آن در ساخت و تولید انواع تابلوها و تندیسهای تبلیغاتی اشاره کرد. تابلوهای تبلیغاتی با عنوان تابلو چلنیوم معمولا از جنس آلومینیوم ساخته میشوند. جوشکاری لیزری برای اتصال لبههای این تابلوها مورد استفاده قرار میگیرد و باعث ایجاد سطح صاف، اتصالات قوی و استحکام تابلو میشود. همچنین قاب تابلوها در برابر لرزشها و حرکات، مقاومت خوبی از خود نشان میدهد.
قسمتهای مختلف بیلبوردهای تبلیغاتی مانند پایهها و صفحه نمایشگر تبلیغات که معمولا با استفاده از شبکهها و ورقهای فلزی تولید میشوند برای اتصال نیاز به جوشکاری دارند و در این زمینه میتوان از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت تبلیغات استفاده کرد. بکارگیری جوش لیزری در ساخت تابلوها و بنرهای تبلیغاتی، استحکام و دوام بخشهای فلزی آنها را افزایش داده و کیفیت و سرعت عملیات جوشکاری را بهبود میبخشد.
صنایع بهداشتی و آب و فاضلاب
لولههای آب، شیرآلات و اتصالات آنها باید به نحوی باشد که هیچگونه نشتی از آنها صورت نگرفته و کاملا محکم و تمیز به یکدیگر متصل شوند. کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت آب و فاضلاب این امکان انجام جوشکاری آب بند را فراهم میکند. جوشکاری لولهها، سه راهی و اتصالات کاهنده به روش جوش لیزری یکی از بهترین روشهای اتصال این قطعات است.
جوشکاری با این روش باعث میشود درز اتصالات کاملا محکم بوده و در برابر حرارت و تغییر دما مقاومت کافی داشته باشد. همچنین کیفیت جوش لیزری قابل مقایسه با سایر روشهای جوشکاری نیست و احتمال ترک خوردن جوش یا ایجاد شکاف در آن وجود ندارد.
جمع بندی
مزایا و کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتهای مختلف باعث جایگزینی آن با روشهای قدیمی جوشکاری در بیشتر صنایع شده است. با توجه به اینکه این دستگاه راندمان کاری را افزایش داده و در مقایسه با سایر روشها دقت و مقاومت بیشتری دارد استفاده از دستگاه جوش لیزری کاملا منطقی و با صرفه است. به طوری که این دستگاه قابلیت جوش قطعات با دقت تکرار تا 01/0 میلیمتر را دارد و نسبت به روش دستی، عملیات جوشکاری را با سرعت بیشتری انجام میدهد. از طرفی کیفیت جوشکاری با این دستگاهها بسیار بالا است و سطح کار بعد از جوشکاری کاملا صاف و یکنواخت دیده میشود.
همانطور که در این مطلب اشاره کردیم دستگاه جوش لیزر در صنایع گوناگونی کاربرد دارد و با استفاده از آن میتوان فلزات و قطعات پلاستیکی را با دقت و سرعت بالا به یکدیگر متصل کرد. پس از جوشکاری با این دستگاه، رنگ فلزات تغییر نکرده و روی آنها اعوجاج ایجاد نمیشود. برای بهرهمندی از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعت خود کافی است انواع دستگاهها را بررسی کرده و مناسبترین آن را خریداری کنید. کارشناسان مجموعه جهان لیزر آماده ارائه مشاوره و راهنمایی در رابطه با انواع دستگاههای لیزر هستند و میتوانید از این طریق اطلاعات لازم قبل از خرید را دریافت کنید.
سوالات متداول
1- آیا کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتها فقط برای جوش و اتصال قطعات فلزی است؟
بیشترین کاربرد این دستگاه برای اتصال و جوشکاری انواع قطعات فلزی است اما برخی از مواد پلاستیکی را نیز میتوان با این دستگاهها به یکدیگر متصل کرد.
2- در چه صنایعی میتوان از دستگاه جوش لیزری استفاده کرد؟
صنایعی همچون خودروسازی، ساخت و ساز، صنایع پزشکی، نفت و گاز، کشتی سازی، الکترونیک، هوافضا، طلاسازی، صنایع دستی و تبلیغات از فناوری جوش لیزری استفاده میکنند.
3- بهرهمندی از کاربرد دستگاه جوش لیزری در صنعتهای مختلف چه مزایایی دارد؟
سرعت و دقت بینظیر اتصالات، کیفیت بالای جوشکاری و ظرافت فوقالعاده از مزایای اصلی جوش لیزری است. این روش به گاز محافظ نیازی ندارد و با محیط زیست سازگار است. همچنین سطح کار پس از جوشکاری کاملا تمیز و عاری از مواد اضافی خواهد بود.
4- هنگام خرید دستگاه جوش لیزری به چه نکاتی توجه کنیم؟
مواردی از قبیل توان لیزر، طول موج، قطر شعاع لیزر، فرکانس پالس، شکل موج پالس لیزر، گارانتی و خدمات پس از فروش و عملکرد مناسب جزو نکات مهمی هستند که در خرید دستگاه جوش لیزر باید به آنها توجه داشته باشید.
واحد تحقیق و توسعه: شرکت جهان لیزر