లేజర్ వెల్డింగ్ బేసిక్స్
లేజర్ వెల్డింగ్ అనేది ఒక నాన్-కాంటాక్ట్ ప్రక్రియ, దీనికి వెల్డింగ్ చేయబడుతున్న భాగాల యొక్క ఒక వైపు నుండి వెల్డ్ జోన్కు ప్రాప్యత అవసరం.
• తీవ్రమైన లేజర్ కాంతి పదార్థాన్ని వేగంగా వేడి చేయడం వలన వెల్డింగ్ ఏర్పడుతుంది - సాధారణంగా మిల్లీ-సెకన్లలో లెక్కించబడుతుంది.
• సాధారణంగా 3 రకాల వెల్డింగ్లు ఉంటాయి:
– ప్రసరణ మోడ్.
– ప్రసరణ/వ్యాప్తి మోడ్.
– చొచ్చుకుపోయే లేదా కీహోల్ మోడ్.
• కండక్షన్ మోడ్ వెల్డింగ్ తక్కువ శక్తి సాంద్రత వద్ద నిర్వహించబడుతుంది, దీని వలన నిస్సారంగా మరియు వెడల్పుగా ఉండే వెల్డ్ నగెట్ ఏర్పడుతుంది.
• కండక్షన్/పెనెట్రేషన్ మోడ్ మీడియం శక్తి సాంద్రత వద్ద జరుగుతుంది మరియు కండక్షన్ మోడ్ కంటే ఎక్కువ చొచ్చుకుపోవడాన్ని చూపుతుంది.
• చొచ్చుకుపోయే లేదా కీహోల్ మోడ్ వెల్డింగ్ లోతైన ఇరుకైన వెల్డింగ్ల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.
- ఈ మోడ్లో లేజర్ కాంతి ఆవిరిగా మారిన పదార్థం యొక్క తంతును ఏర్పరుస్తుంది, దీనిని "కీహోల్" అని పిలుస్తారు, ఇది పదార్థంలోకి విస్తరించి, లేజర్ కాంతిని పదార్థంలోకి సమర్ధవంతంగా పంపిణీ చేయడానికి వాహికను అందిస్తుంది.
– పదార్థంలోకి ఈ ప్రత్యక్ష శక్తి పంపిణీ చొచ్చుకుపోవడానికి ప్రసరణపై ఆధారపడదు, అందువలన పదార్థంలోకి వేడిని తగ్గిస్తుంది మరియు ఉష్ణ ప్రభావిత ప్రాంతాన్ని తగ్గిస్తుంది.
కండక్షన్ వెల్డింగ్
• కండక్షన్ జాయినింగ్ అనేది లేజర్ పుంజం కేంద్రీకృతమై ఉన్న ప్రక్రియల కుటుంబాన్ని వివరిస్తుంది:
– 10³ Wmm⁻² క్రమంలో శక్తి సాంద్రతను ఇవ్వడానికి
– ఇది గణనీయమైన బాష్పీభవనం లేకుండా ఉమ్మడిని సృష్టించడానికి పదార్థాన్ని ఫ్యూజ్ చేస్తుంది.
• కండక్షన్ వెల్డింగ్ 2 మోడ్లను కలిగి ఉంటుంది:
- డైరెక్ట్ హీటింగ్
- శక్తి ప్రసారం.
ప్రత్యక్ష వేడి
• ప్రత్యక్ష తాపన సమయంలో,
- ఉష్ణ ప్రవాహం ఉపరితల ఉష్ణ మూలం నుండి క్లాసికల్ థర్మల్ కండక్షన్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది మరియు వెల్డింగ్ మూల పదార్థం యొక్క భాగాలను కరిగించడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది.
• మొదటి ప్రసరణ వెల్డింగ్లు 1ల ప్రారంభంలో తయారు చేయబడ్డాయి, తక్కువ శక్తి గల పల్స్డ్ రూబీని ఉపయోగించారు మరియు CO2 వైర్ కనెక్టర్ల కోసం లేజర్లు.
• కండక్షన్ వెల్డ్స్ను వివిధ ఆకృతీకరణలలో వైర్లు మరియు సన్నని షీట్ల రూపంలో విస్తృత శ్రేణి లోహాలు మరియు మిశ్రమాలలో తయారు చేయవచ్చు.
- CO2 , Nd:YAG మరియు పదుల వాట్ల క్రమంలో శక్తి స్థాయిలతో డయోడ్ లేజర్లు.
– ద్వారా ప్రత్యక్ష తాపన a CO2 పాలిమర్ షీట్లలో ల్యాప్ మరియు బట్ వెల్డ్స్ కోసం కూడా లేజర్ పుంజం ఉపయోగించవచ్చు.
ట్రాన్స్మిషన్ వెల్డింగ్
• ట్రాన్స్మిషన్ వెల్డింగ్ అనేది Nd:YAG మరియు డయోడ్ లేజర్ల యొక్క సమీప పరారుణ వికిరణాన్ని ప్రసారం చేసే పాలిమర్లను కలపడానికి సమర్థవంతమైన సాధనం.
• శక్తి కొత్త ఇంటర్ఫేషియల్ శోషణ పద్ధతుల ద్వారా గ్రహించబడుతుంది.
• మాతృక మరియు ఉపబల యొక్క ఉష్ణ లక్షణాలు సారూప్యంగా ఉంటే మిశ్రమాలను కలపవచ్చు.
• కండక్షన్ వెల్డింగ్ యొక్క శక్తి ప్రసార విధానాన్ని పరారుణ వికిరణానికి దగ్గరగా ప్రసారం చేసే పదార్థాలతో, ముఖ్యంగా పాలిమర్లతో ఉపయోగిస్తారు.
• ల్యాప్ జాయింట్ యొక్క ఇంటర్ఫేస్లో శోషక సిరా ఉంచబడుతుంది. ఈ సిరా లేజర్ పుంజం శక్తిని గ్రహిస్తుంది, ఇది చుట్టుపక్కల ఉన్న పదార్థం యొక్క పరిమిత మందంలోకి నిర్వహించబడుతుంది, ఇది వెల్డింగ్ జాయింట్గా ఘనీభవించే కరిగిన ఇంటర్ఫేషియల్ ఫిల్మ్ను ఏర్పరుస్తుంది.
• జాయింట్ యొక్క బయటి ఉపరితలాలను కరిగించకుండా మందపాటి సెక్షన్ ల్యాప్ జాయింట్లను తయారు చేయవచ్చు.
• బట్ వెల్డ్స్ను కీలు యొక్క ఒక వైపున ఉన్న పదార్థం ద్వారా లేదా పదార్థం అధిక ప్రసరణను కలిగి ఉంటే ఒక చివర నుండి ఒక కోణంలో కీలు రేఖ వైపు శక్తిని మళ్ళించడం ద్వారా తయారు చేయవచ్చు.
లేజర్ సోల్డరింగ్ మరియు బ్రేజింగ్
• లేజర్ సోల్డరింగ్ మరియు బ్రేజింగ్ ప్రక్రియలలో, బీమ్ను ఫిల్లర్ అడిషన్ను కరిగించడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది బేస్ మెటీరియల్ను కరిగించకుండా జాయింట్ అంచులను తడి చేస్తుంది.
• 1980ల ప్రారంభంలో ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డులలోని రంధ్రాల ద్వారా ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల లీడ్లను కలపడం ద్వారా లేజర్ టంకం ప్రజాదరణ పొందడం ప్రారంభమైంది. ప్రక్రియ పారామితులు పదార్థ లక్షణాల ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.
పెనెట్రేషన్ లేజర్ వెల్డింగ్
• అధిక శక్తి సాంద్రతల వద్ద శక్తిని గ్రహించగలిగితే అన్ని పదార్థాలు ఆవిరైపోతాయి. అందువల్ల, ఈ విధంగా వెల్డింగ్ చేసినప్పుడు సాధారణంగా బాష్పీభవనం ద్వారా ఒక రంధ్రం ఏర్పడుతుంది.
• ఈ "రంధ్రం" తరువాత కరిగిన గోడలు దాని వెనుక మూసివేయబడి పదార్థం గుండా వెళుతుంది.
• దీని ఫలితం "కీహోల్ వెల్డ్" అని పిలువబడుతుంది. ఇది సమాంతర వైపులా ఉన్న ఫ్యూజన్ జోన్ మరియు ఇరుకైన వెడల్పు ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది.
లేజర్ వెల్డింగ్ సామర్థ్యం
• ఈ సామర్థ్యం యొక్క భావనను నిర్వచించడానికి ఒక పదాన్ని "చేరిన సామర్థ్యం" అని పిలుస్తారు.
• జాయినింగ్ సామర్థ్యం అనేది నిజమైన సామర్థ్యం కాదు ఎందుకంటే దీనికి (mm2 జాయిన్డ్ /kJ సరఫరా చేయబడింది) యూనిట్లు ఉన్నాయి.
– సామర్థ్యం=Vt/P (కటింగ్లో నిర్దిష్ట శక్తి యొక్క పరస్పరం) ఇక్కడ V = ప్రయాణ వేగం, mm/s; t = వెల్డింగ్ మందం, mm; P = సంఘటన శక్తి, KW.
చేరడం సామర్థ్యం
• జాయినింగ్ సామర్థ్యం యొక్క విలువ ఎక్కువగా ఉంటే, అనవసరమైన తాపనలో తక్కువ శక్తి ఖర్చు అవుతుంది.
– తక్కువ ఉష్ణ ప్రభావిత జోన్ (HAZ).
- తక్కువ వక్రీకరణ.
• వెల్డింగ్ చేయవలసిన అధిక నిరోధక ఇంటర్ఫేస్ వద్ద మాత్రమే ఫ్యూజన్ మరియు HAZ శక్తి ఉత్పత్తి అవుతాయి కాబట్టి ఈ విషయంలో రెసిస్టెన్స్ వెల్డింగ్ అత్యంత సమర్థవంతంగా ఉంటుంది.
• లేజర్ మరియు ఎలక్ట్రాన్ పుంజం కూడా మంచి సామర్థ్యాలను మరియు అధిక శక్తి సాంద్రతలను కలిగి ఉంటాయి.
ప్రక్రియ వైవిధ్యాలు
• ఆర్క్ ఆగ్మెంటెడ్ లేజర్ వెల్డింగ్.
– లేజర్ బీమ్ ఇంటరాక్షన్ పాయింట్కు దగ్గరగా అమర్చబడిన TIG టార్చ్ నుండి వచ్చే ఆర్క్ స్వయంచాలకంగా లేజర్ ఉత్పత్తి చేయబడిన హాట్ స్పాట్పై లాక్ అవుతుంది.
– ఈ దృగ్విషయానికి అవసరమైన ఉష్ణోగ్రత చుట్టుపక్కల ఉష్ణోగ్రత కంటే దాదాపు 300°C ఎక్కువగా ఉంటుంది.
– దీని ప్రభావం దాని ప్రయాణ వేగం కారణంగా అస్థిరంగా ఉండే ఆర్క్ను స్థిరీకరించడం లేదా స్థిరంగా ఉండే ఆర్క్ నిరోధకతను తగ్గించడం.
– లాకింగ్ తక్కువ కరెంట్ ఉన్న ఆర్క్లకు మాత్రమే జరుగుతుంది మరియు అందువల్ల నెమ్మదిగా కాథోడ్ జెట్ ఉంటుంది; అంటే, 80A కంటే తక్కువ కరెంట్లకు.
– ఆర్క్ లేజర్ ఉన్న వర్క్పీస్ వైపుననే ఉంటుంది, ఇది వెల్డింగ్ వేగాన్ని రెట్టింపు చేయడం ద్వారా మూలధన వ్యయంలో స్వల్ప పెరుగుదలను అనుమతిస్తుంది.
• ట్విన్ బీమ్ లేజర్ వెల్డింగ్
– 2 లేజర్ కిరణాలను ఒకేసారి ఉపయోగిస్తే, వెల్డ్ పూల్ జ్యామితిని మరియు వెల్డ్ బీడ్ ఆకారాన్ని నియంత్రించే అవకాశం ఉంటుంది.
– 2 ఎలక్ట్రాన్ కిరణాలను ఉపయోగించి, కీహోల్ను స్థిరీకరించవచ్చు, దీని వలన వెల్డ్ పూల్లో తక్కువ తరంగాలు ఏర్పడతాయి మరియు మెరుగైన చొచ్చుకుపోయే మరియు పూస ఆకారాన్ని ఇస్తాయి.
– ఒక ఎక్సైమర్ మరియు CO2 అల్యూమినియం లేదా రాగి వంటి అధిక ప్రతిబింబించే పదార్థాల వెల్డింగ్ కోసం లేజర్ పుంజం కలయిక మెరుగైన కలపడం చూపించింది.
– మెరుగుపరచబడిన కలపడం ప్రధానంగా దీని కారణంగా పరిగణించబడింది:
• ఎక్సైమర్ వల్ల కలిగే ఉపరితల అలల ద్వారా ప్రతిబింబించే సామర్థ్యాన్ని మార్చడం.
• ఎక్సైమర్ జనరేటెడ్ ప్లాస్మా ద్వారా కలపడం నుండి ఏర్పడిన ద్వితీయ ప్రభావం.
