درباره و خدمات جوشکاری پرتو لیزر و دستگاهای جوش لیزری

درباره و خدمات جوشکاری پرتو لیزر و دستگاهای جوش لیزری

جوشکاری پرتو لیزر (LBW) یک تکنیک جوشکاری استفاده می شود برای پیوستن به چندین قطعه از فلز از طریق استفاده از لیزر است. پرتو فراهم می کند یک منبع حرارت متمرکز شده، اجازه می دهد برای باریک، جوشهای عمیق و نرخ جوشکاری بالا. این فرایند اغلب در برنامه های کاربردی با حجم بالا با استفاده از اتوماسیون، از جمله در صنعت خودرو استفاده می شود. این است که در جوشکاری حالت سوراخ کلید یا نفوذ است.

 

عملیات

مانند جوشکاری پرتو الکترونی (EBW)، جوشکاری پرتو لیزر است چگالی توان بالا (به سفارش از 1 مگاوات / cm2 به) و در نتیجه مناطق متاثر از حرارت کوچک و حرارت بالا و نرخ خنک کننده. اندازه نقطه از لیزر می توانید بین 0.2 میلی متر و 13 میلی متر متفاوت است، هر چند اندازه تنها کوچکتر برای جوشکاری استفاده می شود. عمق نفوذ متناسب با میزان قدرت عرضه شده است، اما همچنین وابسته به محل از نقطه کانونی: نفوذ به حداکثر زمانی که نقطه کانونی کمی پایین تر از سطح قطعه کار است
پرتو لیزر پیوسته یا پالسی ممکن است بسته به کاربرد استفاده می شود. پالس میلی ثانیه طولانی استفاده می شود به جوش مواد نازک مانند تیغ ریش تراشی در حالی که سیستم لیزر پیوسته برای جوشهای عمیق استفاده می شود.
وزن کم هنگام تولد یک فرایند چند منظوره، قادر به جوشکاری فولادهای کربن، فولاد HSLA، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم و تیتانیوم است. با توجه به نرخ سرمایش بالا، ترک خوردگی یک نگرانی که جوشکاری فولادهای با کربن بالا است. کیفیت جوش بالا، شبیه به جوشکاری پرتو الکترونی است. سرعت جوشکاری متناسب با میزان قدرت عرضه شده است بلکه بستگی به نوع و ضخامت قطعه. قابلیت توان بالا و لیزرهای گاز آنها را به ویژه مناسب برای برنامه های کاربردی با حجم بالا. وزن کم هنگام تولد به خصوص در صنعت خودرو غالب است.
برخی از مزایای استفاده از وزن کم هنگام تولد در مقایسه با EBW به شرح زیر است:
– اشعه لیزر می تواند از طریق هوا به جای نیاز به یک خلاء منتقل
– فرایند است که به راحتی با ماشین آلات رباتیک خودکار
– اشعه ایکس تولید شده نیست
– نتایج وزن کم هنگام تولد در جوش با کیفیت بالاتر
مشتق نوزادان کم وزن، جوشکاری لیزر، ترکیبی، ترکیبی از لیزر کم وزن با روش جوشکاری یک قوس مانند جوشکاری قوس فلزی گاز. این ترکیب اجازه می دهد تا برای انعطاف پذیری بیشتر موقعیت، از GMAW تامین فلز مذاب برای پر کردن مفاصل، و با توجه به استفاده از یک لیزر، افزایش سرعت جوشکاری بیش از آنچه به طور معمول ممکن است با GMAW. کیفیت جوش گرایش به بالاتر و همچنین، از آنجایی که پتانسیل برای تضعیف کاهش می یابد.

 

تجهیزات

اتوماسیون و CAM
اگر چه جوشکاری پرتو لیزر می توان با دست انجام می شود، اکثر سیستم های خودکار هستند استفاده از یک سیستم تولید با کمک کامپیوتر بر اساس طرح های کمک کامپیوتر. جوشکاری لیزر همچنین می توانید با فرز به شکل یک بخش به پایان رسید همراه شود. [7]
به تازگی رپرپ، که در طول تاریخ بر ساخت رشته ذوب شده کار می کرد، به توسعه سیستم های جوش لیزری منبع باز گسترش یافته است. [8] این سیستم به طور کامل مشخص شده است و می تواند در مقیاس گسترده ای از برنامه های کاربردی مورد استفاده قرار گیرد در حالی که کاهش هزینه های تولید معمولی است.

لیزر

و لیزرهای گاز: دو نوع لیزر استفاده می شود معمولا لیزرهای حالت جامد (YAG لیزر لیزر به خصوص یاقوت و دوم) می باشد.
(: شیشه دوم)، و رایج ترین نوع، نئودیمیم در گارنت ایتریم آلومینیوم (Nd: YAG در) نوع اول یکی از چندین رسانه های جامد، از جمله یاقوت مصنوعی (کروم در اکسید آلومینیوم)، نئودیمیم در شیشه ای استفاده می کند.
لیزر گاز استفاده مخلوط از گازها از جمله هلیوم، نیتروژن و دی اکسید کربن (لیزر CO2) به عنوان یک رسانه.
صرف نظر از نوع، با این حال، زمانی که متوسط ​​هیجان زده است، آن را منتشر می کند و به شکل فوتون پرتو لیزر.

لیزر حالت جامد

لیزر حالت جامد در طول موج های عمل در دستور 1 میکرومتر، بسیار کوتاه تر از لیزرهای گاز، و در نتیجه نیاز است که اپراتورهای لباس عینک خاص و یا استفاده صفحه نمایش های ویژه برای جلوگیری از آسیب شبکیه چشم. لیزرهای Nd: YAG می تواند در هر دو حالت پالسی و پیوسته عمل، اما انواع دیگر به حالت پالس محدود شده است. طرح اصلی و هنوز هم محبوب حالت جامد به شکل یک تک بلور به عنوان یک میله حدود 20 میلی متر قطر و 200 میلیمتر است، و به پایان می رسد زمین مسطح است. این میله توسط یک لوله حاوی فلش زنون و یا کریپتون احاطه شده است. هنگامی که دیدم، یک پالس نوری حدود دو میلی ثانیه پایدار است که توسط لیزر منتشر می شود. کریستال پلیت حال رشد در محبوبیت در صنعت، و لامپهای درخشان و جای خود را به دیود توجه به بهره وری خود را بالا. توان خروجی نمونه برای لیزرهای سرخ 10-20 W است، در حالی که لیزر Nd: YAG خروجی لیزر بین 0.04-6،000 W. برای ارائه پرتو لیزر به منطقه جوش، فیبر نوری معمولا استفاده می شود.

لیزر گاز

لیزر گاز استفاده با ولتاژ بالا، منابع قدرت پایین فعلی برای تامین انرژی مورد نیاز برای تحریک مخلوط گاز به عنوان یک رسانه لیزر استفاده می شود. این لیزر می تواند در هر دو حالت پیوسته و پالس کار، و طول موج پرتو لیزر گاز CO2 10.6 میکرون، عمیق مادون قرمز، به عنوان مثال، گرما است. کابل فیبر نوری را جذب و توسط این طول موج بین می روند، بنابراین یک لنز و تحویل آینه سیستم سفت و سخت استفاده شده است. قدرت خروجی برای لیزرهای گاز می تواند بسیار بالاتر از لیزرهای حالت جامد، رسیدن به 25 کیلو وات.
لیزر
در لیزرهای فیبر، کاواک تشدید فیبر نوری است. آنها قادر به قدرت تا 50 کیلو وات و به طور فزاینده ای برای جوشکاری صنعتی روبات استفاده می شود.

تحویل پرتو لیزر

مدرن پرتو لیزر دستگاه جوش را می توان به دو نوع گروه بندی می شوند. در نوع سنتی، خروجی لیزر است نقل مکان کرد به دنبال درز. این است که معمولا با یک ربات به دست آورد. در بسیاری از برنامه های کاربردی مدرن، جوشکاری پرتو لیزر از راه دور استفاده می شود. در این روش، پرتو لیزر است در امتداد درز با کمک یک اسکنر لیزری نقل مکان کرد، به طوری که بازوی روباتیک نیازی به پیروی از درز هر بیشتر. مزایای استفاده از جوش لیزری از راه دور سرعت بالاتر و دقت بالاتر از فرآیند جوشکاری می باشد.

 

 

منبع مقاله

درباره برش لیزری و دستگاه برش لیزری فلزات

درباره برش لیزری و دستگاه برش لیزری فلزات

برش لیزری فناوری است که در آن از اشعه لیزر برای برش اجسام استفاده می‌شود؛ و نوعاً از این فناوری در زمینه صنعت استفاده می‌شود. برش لیزری توسط استعمال اشعه لیزر از یک خروجی قوی لیزر روی اجسامی که می‌خواهند بریده شوند انجام می‌شود. قسمتی از جسم مورد نظر که بریده می‌شود یا آب می‌شود یا می‌سوزد یا تصعید می‌شود و توسط فشار گاز از روی جسم پاک می‌شود. و سر انجام سطح بریده شده با کیفیت خیلی عالی ایجاد می‌شود.لیزر صنعتی در صنایع مختلفی مانند صنایع نظامی، ساختمانی، هوافضا، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی، ارتباطاتی، فیزیک، شیمی و … کاربرد دارد.

 

تاریخچه

 

اشعه‌ی لیزر از طریق تحریک مواد مولد لیزر توسط تخلیه‌ی الکتریکی یا تابش یک لامپ در یک محفظه بسته تولید می شود. با تحریک ماده‌ی مولد لیزر پرتو با استفاده از تکه‌های آینه منعکس می شود تا انرژی لازم برای تبدیل شدن به یک جریان نور‌تک‌رنگ‌منسجم را به دست آورد. آینه یا فیبر نوری معمولا برای هدایت نور منسجم به لنز دستگاه استفاده می شود. این لنز در نقطه‌ی کاری دستگاه متمرکز شده است. باریک ترین قسمت پرتو متمرکز شده قطری کمتر از ۰/۳۲‌‌میلی‌متر دارد.

 

 

مزایای برش لیزری

سهولت در به‌کارگیری، کیفیت و تمیزی(عدم وجود لبه های اضافی در قسمت های برش خورده) محصول نهایی از مزایای استفاده از برش لیزری به جای برش های مکانیکی و سنتی است. از آنجایی که از ابتدای شروع عملیات برش تا پایان کار، پرتو لیزر به صورت مداوم و یکنواخت عمل برش را انجام می‌دهد، دقت کار افزایش می‌یابد.

دستگاه برش پلاسما

احتمال تاب برداشتن ماده در برش‌ لیزر بسیار کم است چون، ناحیه‌ی موثر حرارتی در این فرآیند بسیار کوچک می‌باشد.

برش لیزری به علت دقت بالا‌تر و مصرف انرژی کمتر در هنگام برش، مزیت بیشتری نسبت به برش پلاسما دارد. با این وجود اغلب دستگاه های برش لیزری‌ نمی‌توانند ضخامتی بیشتر از ضخامت برش دستگاه های پلاسما را برش دهند.امروزه دستگاه‌های برش لیزری قوی‌تری نیز در حال تولید است تا بتوانند ضخامت های بیشتری را برش دهند اما هزینه‌ی تمام شده‌ی این دستگاه ها بیشتر از دستگاه های برش پلاسما است.

 

 

انواع لیزر های مورد استفاده

 

لیزر‌ها انواع مختلفی مانند لیزر گازی، لیزر شیمیایی، لیزر رادیواکتیو، لیزر جامد، لیزر فیبری و … دارند، اما در صنعت از دو نوع لیزر های گازی و جامد استفاده می‌شود. لیزر های پرکاربرد استفاده شده در دستگاه‌های برش لیزر صنعتی عبارتند از:

۱) لیزر CO2 که برای برش،حکاکی و تضعیف ماده مناسب است.

۲)لیزر های نئودیمیم(Nd) و لیزر‌های نئودیمیم-ایتریم-آلومینیوم-گارنت(Nd-YAG) می‌باشند.این دو لیزر سبک و روشی یکسان دارند و تفاوت آنها در کاربردشان می‌باشد. لیزر Nd برای تضعیف ماده و در مواقعی که قدرت زیاد و تکرار پذیری بالا مد‌نظر است به کار می‌رود. لیزر Nd-YAG برای تضعیف ماده و حکاکی روی قطعه و در مواقعی که قدرت بسیار زیاد مورد نیاز است، استفاده می‌شود.

هرسه نوع لیزر یاد شده را می‌توان برای جوشکاری نیز استفاده کرد.

لیزر CO2 برای برشکاری صنعتی بسیاری از مواد از جمله فولاد، آلومینیوم، فولاد ضدزنگ، تیتانیم، کاغذ، موم، پلاستیک، چوب و پاچه استفاده می‌شود. لیزر YAG در درجه‌ی اول برای برش و حکاکی فلزات و سرامیک ها استفاده می‌شود.

ژنراتور دستگاه لیزر و اپتیک خارجی(لنز فوکوس کننده) نیاز به خنک کاری دارند. بسته به اندازه و پیکربندی دستگاه، گرمای اضافی ممکن است مستقیما و یا توسط یک خنک کننده به هوا منتقل شود. معمولا از آب به عنوان خنک کننده استفاده می‌شود که توسط سیستم خنک کننده به گردش در می‌آید.

 

لیزر های پیشرفته تر

  • لیزر Microjet هدایت پرتو‌ لیزر به وسیله‌ی جت آب است. در این دستگاه پرتو لیزر با جت آب کم فشار همراه است. لیزر وظیفه اصلی برش را برعهده دارد درحالی که جت آب پرتو لیزر را هدایت می‌کند. عمل هدایت پرتو از طریق بازتاب داخلی کلی انجام می‌شود. مانند آنچه که در فیبر نوری اتفاق می‌افند. در این روش، آب علاوه بر از بین بردن اثرات تخریبی ناشی از برش،‌ سطح ماده را نیز خنک‌کاری می‌کند که ازجمله مزایای این روش به حساب می‌آید.[۴]
  • لیزر فیبر، یک نوع از لیزر های حالت جامد است که به سرعت در صنعت برش فلز در حال رشد است. برخلاف لیزر CO2 تکنولوژی فیبر با بهره‌گیری ازمحیط جذب جامد به عنوان گاز یا مایع مخالف عمل می‌کند. دانه‌ی لیزر پرتو‌ی لیزر را تولید می ‌کند و پس از آن پرتو در الیاف شیشه‌ای(Glass Fiber) تقویت می‌شود. با طول موجی در حدود ۱/۰۶۴۴ میکرومتر لیزر فیبر، نقطه اثر بسیار کوچکی(۱۰۰ برابر کوچکتر از نقطه‌ی اثر لیزر CO2 ) ایجاد می‌کند که این نوع لیزر را برای برش مواد فلزی‌ بازتابنده ،موثر می‌سازد.[۵]

انواع روش‌های برش فلزات توسط لیزر

روش های مختلفی در برش با استفاده از لیزر وجود دارد.برخی از این روش‌ها عبارتند از:

۱) تبخیر ماده

۲) ذوب ماده به همراه دمیدن گاز پرفشار

۳) سوزاندن

۴) ایجاد شکاف به وسیله تنش‌های حرارتی

۵) برش سرد

  • برش تبخیری: در این روش حرارت پرتو متمرکز شده،‌دما‌ی نقطه اثر رابه دما‌ی نقطه‌ی جوش می‌رساند و موجب تبخیر ماده و ایجاد حفره می‌شود. این روش برای برش موادی استفاده می‌شود که ذوب نمی‌شوند مانند:چوب، کربن و پلاستیک‌های ترموست.
  • برش ذوبی به همراه دمیدن گاز پرفشار: در این روش ابتدا پرتو‌ی لیزر، ماده مورد نظر را در نقطه‌ی کاری به دمای نقطه‌ ذوب می‌رساند. بلافاصله با استفاده از جریان پر‌فشار یک گاز(معمولا هوا) به نقطه‌ی مورد نظر ضربه ای وارد شده و باعث ریزش مواد ذوب شده از روی جسم مورد نظر می‌شود. در این روش نیازی به بالا بردن دما به اندازه ای بیشتر از نقطه‌ی ذوب ماده نیست در نتیجه دستگاه قدرت مصرفی کمتری دارد. از این روش عموما برای برش فلزات استفاده می‌شود.
  • برش با ایجاد شکاف به وسیله تنش‌های حرارتی:مواد ترد به شکستگی حرارتی حساس می‌باشند. از این ویژگی مواد ترد در روش یاد شده استفاده می‌شود.اشعه‌ی لیزر روی سطح ماده متمرکز شده و باعث ایجاد حرارت موضعی و انبساط حرارتی می‌شود. این عمل باعث ایجاد شکاف در ماده شده و با حرکت دادن پرتو می‌توان آن را هدایت کرد تا برش مد نظر اتفاق بیفتد.این روش عموما برای برش لیزری شیشه ها و مواد شیشه مانند استفاده می‌شود.

 

تلرانس و پرداخت سطح

برش های لیزری جدید دارای دقتی در حدود ۲۵ میکرومتر(۰.۰۱ میلی‌متر) هستند.

زبری استانداردسطح (Rz) با ضخامت ورق افزایش می‌یابد اما با قدرت لیزر و سرعت برش کاهش می‌یابد.[۶]

 

مصرف انرژی

مهمترین اشکال دستگاه های برش لیزر مصرف زیاد برق آن‌ها است. بازدهی لیزر‌های صنعتی چیزی در حدود ۵ تا ۴۵ درصد است.[۷] مقدار قدرت مورد نیاز برای برش لیزر در یک کار بخصوص به نوع ماده، ضخامت، روش مورد استفاده و نرخ برش مدنظر، بستگی دارد.

 

نرخ تولید و برش

 

حداکثر نرخ برش توسط عواملی چون قدرت لیزر، ضخامت ماده، نوع فرآیند مورد استفاده و خواص مواد محدود شده است. برای همه‌ی مقاصد و اهداف، یک لیزر می‌تواند تا ۳۰ برابر سریع‌تر از یک اره‌ی استاندارد باشد.[۸]دستگاه های برش CNC با هدایت کامپیوتری و توسط لیزری که از آنها متساطع می شود عملیات مختلفی مانند برش لیزری، حک لیزری و … را انجام می دهند. این دستگاه ها مزایای زیادی دارند، مثلاً سرعت بسیار بالایی دارند و با توجه به هدایت شدن توسط کامپیوتر، خروجی های کاملاً یکسانی دارند.

 

منبع مقاله

خدمات پانچ سی ان سی Punching CNC و ماشین آلات پانچ CNC

خدمات پانچ سی ان سی Punching CNC و ماشین آلات و دستگاه پانچ CNC

پرس پانچ برای انعطاف پذیری بالا و پردازش مؤثر حکاکی تمپا فلزی توسعه یافته است. از مناطق اصلی نرم افزار برای اجرا می شود کوچک و متوسط می باشد. کسانی که ماشین به طور معمول با یک حامل خطی قالب (حامل ابزار) و ابزار تغییر سریع مجهز شده است. امروز روش استفاده می شود که در آن کاربرد لیزر ناکارآمد و یا از لحاظ فنی غیر عملی است.

اصل عمل

پس از برنامه نویسی قطعه کار و ورود طول میله کنترل به طور خودکار محاسبه حداکثر تعداد قطعات به پانچ شود (برای مثال 18 قطعه از یک نوار از 6000 میلی متر). هنگامی که شماره مورد نظر از قطعه کار وارد شده است، نوار به سمت توقف تحت فشار قرار دادند. دستگاه کاملا اتوماتیک یک بار فرایند تولید راه اندازی شده است.
محور CNC سوم همیشه سیلندر حرکت می کند دقیقا بر ابزار، نگه می دارد که لباس بر روی بلبرینگ و ابزار به حداقل برساند. همه قطعات را نازل نوار نقاله دنده و یک وری بر روی یک جدول تحت فشار قرار دادند. هر قراضه به پایان نوار نقاله انجام شده و کاهش یافته به سطل. قطعه مختلف را می توان در عرض یک چرخه کار تولید برای بهینه سازی تولید.

 

برنامه نویسی CNC

برنامه نویسی بر روی یک کامپیوتر مجهز به نرم افزار مناسب است که می تواند بخشی از دستگاه یا یک ایستگاه کاری خارجی متصل انجام می شود. برای تولید داده های مهندسی برنامه جدید می تواند وارد شود یا جا به جا در هر ماوس و صفحه کلید. از طریق یک رابط کاربر گرافیکی و منو محور مهارت های برنامه نویسی قبلی CNC لازم نیست. همه مشت در یک قطعه کار بر روی اشتباهات برنامه نویسی ساخت صفحه نمایش به راحتی تشخیص داده شده است. در حالت ایده آل هر برنامه در یک پایگاه داده ذخیره می شود، در این روش آن را آسان برای بازیابی آنها توسط توابع جستجو و مرتب است. در هنگام انتخاب یک قطعه جدید، تمام تغییرات قالب لازم نمایش داده می شود. قبل از انتقال آن به واحد کنترل نرم افزار اسکن هر برنامه برای برخورد. این حذف ترین خطاها.

سیستم تغییر ابزار

حامل ابزار خطی (محور y) تا به ایستگاه های چند که ابزار پانچ و یک برش ابزار نگه دارید. به خصوص برای انعطاف پذیری و پردازش کارآمد بار راه اندازی یک عامل هزینه بسیار مهم هستند. قطعی های باید به حداقل کاهش می یابد. بنابراین، سیستم های ابزار اخیر برای تغییر سریع و راحت از مشت و قالب طراحی شده است. آنها با یک سیستم ویژه پلاگین برای یک تغییر سریع و آسان از ابزار مجهز شده است.
بدون نیاز به پیچ هر چیزی هم وجود دارد. پانچ و می میرند صفحه به یکدیگر به طور خودکار تنظیم مشت و می میرد می توان به سرعت به معنی ماشین خرابی کمتر تغییر کرده است.

 

شبکه با خط تولید کل

تلاش زیادی سازمانی و مدیریت رابط ذخیره شده است، اگر پانچ CNC به روند قبلی و پس از آن متصل می شود. برای اتصال به ماشین های دیگر ایستگاه های کاری و خارجی رابط شرکت های بزرگ به تاسیس شده است.
یک نرم افزار برای برنامه نویسی مراحل تولید پس از آن در یک بار
با استفاده از یک کامپیوتر استاندارد صنعتی انواع ماشین آلات می تواند به راحتی با در میان یکدیگر شبکه
پایگاه داده مشترک برای ادغام آسان به سیستم گردش کار موجود و پشتیبان در یک سرور خارجی
داده های تولید واردات از سیستم های دیگر و یا از برنامه های ساخت و ساز (فایل های به عنوان مثال، DXF)

 

ادغام از مراحل تولید بیشتر

علاوه بر مشت زدن، ماشین آلات از کلاس های پایان بالا را می توان با توابع خاص مجهز شده است. مثلا:
برچسب زدن خودکار و بدون مارک از قطعه کار
موضوع بدون تراشه تشکیل شده توسط برقی رانده ابزار تغییر سریع
سیستم infeeding اتوماتیک – بارگذاری از ماشین
رقم ختم و شخصیت
ضرب برآمدگی

 

منبع مقاله