كيفية ضبط معلمات آلة اللحام بالليزر؟

يُعد اللحام بالليزر عملية لحام لا غنى عنها في الإنتاج الصناعي الحديث، ويمثل قفزة نوعية مقارنةً بتقنيات اللحام التقليدية. ويُستخدم على نطاق واسع في مجالات الإنتاج الصناعي المتقدم مثل السيارات وبناء السفن والفضاء. فيما يلي ثلاثة إعدادات للمعلمات الخاصة بآلات اللحام بالليزر.

1. عرض نبضة الليزر:

يُعد عرض النبضة من المعلمات الحاسمة في اللحام بالليزر النبضي. فهو ليس فقط معلمة مهمة تختلف عن الإزالة والانصهار الماديين، بل أيضًا عاملًا رئيسيًا يحدد تكلفة وحجم معدات المعالجة.

2. كثافة قدرة الليزر:

تُعد كثافة القدرة من أهم المعلمات في المعالجة بالليزر. عند كثافات القدرة الأعلى، يمكن تسخين السطح إلى نقطة الغليان خلال أجزاء من الميكروثانية، مما يؤدي إلى تبخر كبير. لذلك، تفيد كثافة القدرة العالية في إزالة المواد ومعالجتها، مثل التخريم والقطع والنقش. أما عند كثافات القدرة المنخفضة، فتحتاج درجة حرارة السطح إلى عدة ميليثوانٍ للوصول إلى نقطة الغليان. ويصل القاع إلى نقطة الانصهار قبل تبخر السطح، مما يساعد على تكوين لحام جيد. لذلك تتراوح كثافة القدرة في اللحام التوصيلي بالليزر بين 10⁴و 10⁶واط/سم².

3. شكل موجة نبضة الليزر:

يُعد شكل موجة نبضة الليزر مسألةً حاسمة في اللحام بالليزر، خاصةً في لحام الصفائح المعدنية. فعندما يشع شعاع ليزر عالي الشدة على سطح مادة ما، يفقد السطح المعدني 60-98% من طاقة الليزر عبر الانعكاس، كما تختلف الانعكاسية باختلاف درجة حرارة السطح. ويكون تأثير نبضة الليزر في انعكاسية المعدن متغيرًا بدرجة كبيرة.

مقارنةً باللحام التقليدي، يوفّر اللحام بالليزر المزايا التالية:

1. سرعة عالية، وعمق كبير، وتشوه طفيف.

2. يمكن لحام التيتانيوم والكوارتز وغيرها من المواد الحرارية الصعبة مع مواد مختلفة أخرى، بنتائج ممتازة.

3. بعد تركيز الليزر تكون كثافة القدرة عالية. وعند لحام المعدات عالية الأداء يمكن أن تصل نسبة العمق إلى العرض إلى 5:1، وقد تبلغ 10:1.

4. يسهل فصل شعاع الليزر زمانيًا ومكانيًا، ويمكن معالجة عدة أشعة ومحطات متعددة في الوقت نفسه، مما يوفّر شرطًا أساسيًا للحام أكثر دقة.

5. يمكن استخدامه في اللحام الدقيق. فبعد التركيز يستطيع شعاع الليزر تحديد موضع بقعة صغيرة بدقة، ويمكن استخدامه في لحام قطع الشغل الصغيرة والمتوسطة الحجم ضمن الإنتاج الآلي الكمي.

6. يوفّر اللحام التلامسي بعيد المدى مرونة اللحام غير التلامسي. ولا سيما في السنوات الأخيرة، أدى اعتماد تقنية نقل الألياف الضوئية في معالجة ليزر YAG إلى توسيع نطاق التسويق وتطبيق تقنية اللحام بالليزر.

7. ماكينة اللحام بسيطة ويمكنها إجراء اللحام في درجة حرارة الغرفة أو تحت ظروف خاصة. فعلى سبيل المثال، إذا مرّ شعاع الليزر عبر مجال كهرومغناطيسي فلن ينحرف؛ ويمكن لليزر اللحام في الفراغ والهواء وبعض البيئات الغازية، كما يمكنه اللحام عبر الزجاج أو المواد الشفافة.