วิธีการทำงานและประเภทของ เครื่องเชื่อม เลเซอร์

เครื่องเชื่อม เลเซอร์ เป็นกระบวนการที่แม่นยำในการหลอมชิ้นส่วนโลหะโดยใช้ลำแสงเลเซอร์ จะเจอการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบอัตโนมัติของการเชื่อมชิ้นส่วนขนาดเล็ก ซึ่งการควบคุมที่เข้มงวดหมายความว่าไม่จำเป็นต้องทำความสะอาด สิ่งนี้มีประโยชน์มากที่สุดในภาคยานยนต์ การบินและอวกาศ และอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งความแม่นยำและประสิทธิภาพเป็นปัจจัยขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุด บทความนี้จะกล่าวถึงการเชื่อมด้วยเลเซอร์เพิ่มเติม วิธีการทำงาน กระบวนการ ประเภท และข้อดี


เครื่องเชื่อม เลเซอร์ คืออะไร?

เป็นกระบวนการเชื่อมที่แม่นยำ ที่ละเอียดอ่อน ที่ใช้แสงเลเซอร์มารวมกันที่จุดหนึ่ง ซึ่งนำมาใช้ให้หลากหลายอุตสาหกรมเนื่องจากมีความแม่นยำสูง โดยพลังงานสำหรับเชื่อมนั้นเกิดขึ้นจากเลเซอร์กำลังสูง แสงเลเซอร์พลังงานสูงมักจะถูกนำทางไปยังตำแหน่งการประมวลผลด้วยใยแก้วนำแสงที่มีความยืดหยุ่น

เครื่องเชื่อม เลเซอร์ นี้เหมาะสำหรับวัสดุ และส่วนประกอบที่จะเชื่อมด้วยความเร็วสูง โดยที่มีแนวรอยเชื่อมที่แคบ และมีอัตราการเสียรูปจากความร้อนในระดับต่ำ การเชื่อมด้วยเลเซอร์จึงถูกนำมาใช้สำหรับงานที่มีความแม่นยำสูงในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ การบินและอวกาศ และการแพทย์ นั่นเอง

วัสดุประเภทไหนบ้างที่สามารถใช้ได้กับ เครื่องเชื่อม เลเซอร์

  • โลหะ อลูมิเนียม ทองแดง ทองเหลือง เหล็ก ไทเทเนียม และนิกเกิล กระบวนการนี้สามารถใช้ในการเชื่อมชิ้นส่วนที่มีความหนาต่างกันอย่างมาก ช่วยเพิ่มการประยุกต์ใช้งานได้กว้างกว่าการเชื่อมด้วยความร้อนหรือไฟฟ้าแบบดั้งเดิมนั่นเอง
  • เลเซอร์สามารถใช้เชื่อมเทอร์โมพลาสติกบางชนิดได้ เช่น โพลีคาร์บอเนต ไนลอน และ ABS การให้ความร้อนต่ำ และการหลอมละลายเฉพาะจุดสูงส่งผลให้ได้งานเชื่อมที่มีคุณภาพ
  • ตัวเซรามิกบางชนิด (โดยเฉพาะอลูมินาและเซอร์โคเนีย) สามารถเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้ เซรามิกเหล่านี้ และเซรามิกอื่นๆ บางชนิดสามารถหลอมละลายด้วยเลเซอร์ในลักษณะที่ยากกว่ามากในการบรรลุด้วยวิธีการทางความร้อนตามปกติ
  • คอมโพสิต พลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) ใช้ได้กับเทคนิคนี้ นอกจากนี้ยังมีการวิจัยขั้นสูงและความสำเร็จในช่วงแรกในการเชื่อมชิ้นส่วนโลหะด้วยเลเซอร์กับคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์

ความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น อุณหภูมิหลอมเหลว อัลเบโด การนำความร้อน และแนวโน้มที่จะหลอมละลายโดยไม่เกิดถ่าน อาจจำเป็นต้องมีประสบการณ์ที่สำคัญและการเลือกความถี่เลเซอร์อย่างระมัดระวังสำหรับวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง

เครื่องเชื่อมเลเซอร์

เลเซอร์ประเภทไหนที่ใช้กับ เครื่องเชื่อมเลเซอร์

1. เลเซอร์ CO2 (คาร์บอนไดออกไซด์)

เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์ เป็นอุปกรณ์หลักในอุปกรณ์การเชื่อมเนื่องจากมีกำลังขับสูง และขนาดลำแสงเล็กเมื่อโฟกัส ทำงานในช่วงการปล่อยรังสีอินฟราเรดระดับกลาง และสามารถเชื่อมวัสดุส่วนใหญ่ได้ แม้ว่าการสะท้อนของพลังงานเริ่มต้นอาจทำให้การหลอมละลายช้าๆ ในเหล็กกล้าไร้สนิม ไทเทเนียม และโลหะสะท้อนแสงอื่นๆ

อุปกรณ์เลเซอร์ CO2 มีราคาไม่แพงและทำงานที่ระดับพลังงานค่อนข้างสูง ทำให้สามารถเชื่อมได้เร็ว สามารถเชื่อมวัสดุได้หลากหลาย กำลังสูงของเลเซอร์ CO2 และการโฟกัสที่แน่นหนาช่วยให้การเชื่อมเจาะลึกได้ อย่างไรก็ตาม มีอายุการใช้งานค่อนข้างสั้นและต้องใช้ความเชี่ยวชาญจึงจะดำเนินงานได้ดี

2. เลเซอร์ Nd:YAG (อิตเทรียมอะลูมิเนียมโกเมนเจือด้วยนีโอดิเมียม)

เลเซอร์โซลิดสเตต Nd:YAG (โกเมนอะลูมิเนียมอิตเทรียมเจือด้วยนีโอดิเมียม) มักใช้ในการเชื่อม เลเซอร์ประเภทนี้ มักจะสร้างแสงอินฟราเรดกำลังสูง เป็นตัวเลือกที่ดีเนื่องจากวัสดุที่เป็นโลหะดูดซับความยาวคลื่นนี้ได้ดีกว่าวัสดุอื่นๆ ในสเปกตรัมอินฟราเรด การตั้งค่า Nd:YAG จึงมีประโยชน์อย่างยิ่งในการเชื่อมอลูมิเนียม สแตนเลส และโลหะผสมไททาเนียม ระบบนี้จึงมักใช้ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม เช่น การผลิตยานยนต์และอวกาศนั่นเอง

3. ไฟเบอร์เลเซอร์

ไฟเบอร์เลเซอร์เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับ เครื่องเชื่อม เลเซอร์  ให้กำลังสูง คุณภาพลำแสงที่เหนือกว่า และประสิทธิภาพการใช้พลังงานไฟฟ้า พลังงานเลเซอร์มาจากเลเซอร์ไดโอด มันจะถูกส่งผ่านการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงไปยังคบเพลิงปรับแสง/โฟกัสที่สามารถนำไปยังจุดเชื่อมได้อย่างง่ายดาย

เครื่องเชื่อมเลเซอร์ประเภทนี้สามารถใช้งานร่วมกับอุปกรณ์อัตโนมัติได้เป็นอย่างดี มีอายุการใช้งานอุปกรณ์ที่ยาวนานและความต้องการการบำรุงรักษาต่ำ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดดูคู่มือการทำงานของไฟเบอร์เลเซอร์ของเรา

เครื่องเชื่อมเลเซอร์

ข้อดีของ เครื่องเชื่อมเลเซอร์

  • ความแม่นยำ: เครื่องเชื่อม เลเซอร์ เป็นเทคนิคการเชื่อมที่แม่นยำ สามารถสร้างการเชื่อมขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูง สามารถควบคุมพลังงานได้อย่างแม่นยำมาก โดยลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด และลดการบิดเบือน และการสูญเสียวัสดุให้เหลือน้อยที่สุดนั่นเอง
  • ความเร็ว: เทคนิคนี้มีความรวดเร็ว เนื่องจากพลังงานมีความเข้มข้นมาก จึงทำให้หลอมละลายร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ความร้อนไม่มีเวลาแพร่กระจายมากเท่ากับการเชื่อมด้วยวิธีอื่นๆ แนวหน้าของสระสามารถก้าวล้ำหน้าได้อย่างรวดเร็วโดยใช้แนวทางการเชื่อมมาตรฐาน
  • ความคล่องตัว: การเชื่อมด้วย เครื่องเชื่อม เลเซอร์ สามารถใช้เชื่อมวัสดุได้หลากหลาย รวมถึงโลหะ พลาสติก และแม้แต่เซรามิกบางชนิด กระบวนการนี้ยังสามารถใช้เพื่อเชื่อมวัสดุที่แตกต่างกันเข้าด้วยกัน ซึ่งโดยทั่วไปแล้วเทคนิคการเชื่อมอื่นๆ จะเป็นไปไม่ได้
  • คุณภาพ: การเชื่อมด้วย เครื่องเชื่อม เลเซอร์ จะส่งผลให้ได้การเชื่อมคุณภาพสูงพร้อมคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอ หากไม่ต้องใช้แท่งเติม การเชื่อมโดยทั่วไปจะตรงกับคุณสมบัติของวัสดุที่เชื่อมกันในแง่ของความแข็งแรง ความทนทาน และความต้านทานการกัดกร่อน รอยเชื่อมมีแนวโน้มที่จะปราศจากข้อบกพร่อง เช่น ความพรุน การเจือปน และการแตกหัก นั่นเอง
  • ระบบอัตโนมัติ: การเชื่อมด้วย เครื่องเชื่อม เลเซอร์ ค่อนข้างที่จะง่ายต่อการใช้งานโดยอัตโนมัติ ที่ให้การผลิตปริมาณมาก และคุณภาพที่สม่ำเสมอ ในรูปแบบที่ก่อนหน้านี้สามารถทำได้โดยการเชื่อมแบบจุดเท่านั้น สิ่งเหล่านี้มีความสำคัญมากในอุตสาหกรรมยานยนต์ การบิน รวมไปถึงอวกาศ และอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งความแม่นยำและความสามารถในการทำซ้ำๆนั่นเอง

เครื่องเชื่อมเลเซอร์

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือประเภทไหนก็ตาม เวลาใช้งานก็ต้องมีการใช้งานอย่างระมัดระวังด้านความปลอดภัยด้วย ในการเชื่อมโดยใช้ เครื่องเชื่อม เลเซอร์ ก็เหมือนกัน

  • การป้องกันดวงตา ลำแสงที่มีความเข้มสูงสามารถทำลายจอประสาทตาของคุณได้อย่างรวดเร็ว เพราะฉะนั้นการป้องกันดวงตาที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งจำเป็น
  • PPE สำหรับกระบวนการร้อน เช่นเดียวกับกระบวนการเชื่อมอื่นๆ การใช้งาน เครื่องเชื่อม เลเซอร์ ก็จะสร้างวัสดุร้อนที่สามารถทำให้ผิวไหม้ได้ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมอยู่เสมอ
  • การระบายอากาศที่ดี กระบวนการเชื่อมทั้งหมดก่อให้เกิดควันที่อาจเป็นอันตรายได้ ดังนั้นพื้นที่การทำงานของคุณต้องมีการระบายอากาศที่ดี
  • การปฏิบัติงานอย่างปลอดภัยจะต้องใช้ทักษะ และความรู้เกี่ยวกับอุปกรณ์ ดังนั้นการฝึกอบรมที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้
  • แสงเลเซอร์ และงานที่ร้อนไม่เพียงพอ จะส่งผลต่อผู้ปฏิบัติงาน แต่ยังส่งผลต่อผู้ที่อยู่รอบข้าง ใช้ความระมัดระวังเพื่อป้องกันผู้อื่นจากความเสี่ยงเวลาใช้งาน
  • ข้อสำคัญ อย่าลืมดูแลพื้นที่ทำงานให้ปราศจากวัสดุที่ติดไฟได้ สวมชุด PPE และเตรียมอุปกรณ์ดับเพลิงให้พร้อม ถังดับเพลิงจะต้องได้รับการทดสอบ ภายในวันที่ และสามารถเข้าถึงได้อีกด้วย

 

Related Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *