لیزر جوش طلا و جواهرات میکرونی فایبر

لیزرهای فایبر کم توان حکاکی و لیزرهای فایبر چند کیلوواتی پرتوان برش و جوشکاری به سرعت در حال افزایش سهم بازار خود و پیشرفت روزافزون هستند. لیزر جوش میکرونی فایبر نیز محصولی جدید است و در به دست آوردن سهم بازار پیشرفت سریعی دارد. این فناوری موفقیت بزرگی در صنعت لیزر در دهه گذشته بوده است و گزارش های اخیر نشان می دهد که این روند ادامه خواهد داشت.

لیزر جوش میکرونی فایبر در صنایع متفاوتی از قبیل: جواهرسازی، عینک سازی، ادوات پزشکی و به طور کلی در صنایعی که نیاز به جوش میکرونی بسیار ظریف و در عین حال مقاوم دارند کاربردی می باشد.

همانطور که می دانید در حال حاضر بیشترین دستگاهی که در بازار یافت می شود لیزر Nd:Yag است که دارای مشکلات ساختاری و کاربردی زیادی می باشد اما لیزرهای جوش فایبر مادون قرمز (IR)، به واسطه مزیت های خود، به سرعت در حال جایگزینی با فناوری لیزر Nd:YAG پمپ شده با فلش لامپ هستند. در ادامه برخی از مشکلات دستگاه های قدیمی را لحاظ خواهیم کرد.

شکل 1: جوش لیزر میکرونی فایبر

آسیب های محتمل دستگاه لیزر جوش Nd:Yag

باتوجه به اینکه متخصصین شرکت اپتیک پرداز در زمینه تعمیرات انواع لیزرها پیشرو هستند، مشکلات ساختاری و فنی لیزرها را به خوبی شناخته اند. در ادامه بخشی از خرابی های مشاهده شده در دستگاه های لیزر جوش Nd:Yag را لحاظ می کنیم:

آسیب در بخش الکترونیک و High Voltage : به دلیل مشکلات فنی و ساختاری این دستگاه ها و نویز پذیری بالای این دستگاه در محیط High Voltage هنگ کردن این دستگاه به طور مکرر گزارش شده است و همین امر موجب تلف شدن وقت کاربر و توقف در روند کار می شود.

آسیب در بخش اپتیک: اعم از برهم خوردن Alignment در اثر ارتعاش شدید، شکستگی قطعه مصرفی فلش لامپ یا تمام شدن دوره ای طول عمر فلش لامپ

سایر آسیب ها: آسیب در بخش چیلر و رادیاتور داخلی، آسیب به مانیتور، پدال و..

متخصصین شرکت ما توانایی تعمیر همه بخش های این دستگاه را دارند اما برای مشتری صرفه اقتصادی موضوع پراهمیتی است و از آنجایی که هزینه های تعمیر و نگهداری این لیزرها نسبتا بالاست و به صورت دوره ای نیاز به تعویض فلش لامپ و آب مقطر وجود دارد، انتخاب دستگاهی که این چالش ها را به همراه نداشته باشد پیشنهاد ما به شماست!

شکل2: دستگاه لیزر جوش جواهرات، طلا و نقره

ویژگی های منحصر به فرد دستگاه لیزر جوش فایبر

این لیزر جوش برای جایگزینی با لیزرهای Nd:Yag پمپ شده با فلش لامپ که در جوشکاری نقطه ای، جوشکاری دو ماده دارای درز و سوراخ کاری استفاده می شود، ایده آل است و ویژگی های منحصر به فردی نسبت به دستگاه های قدیمی داراست که در ادامه به آنها اشاره می کنیم:

• طراحی فشرده و سبک
• خروجی لیزر باکیفیت
• صرفه جویی بیشتر در مصرف انرژی نسبت به دستگاه های Nd:Yag
• هواخنک و عدم نیاز به چیلر داخلی و تعویض دوره ای آب
• راندمان تبدیل فوتوالکتریک بالا (نرخ تبدیل الکترواپتیک بیش از 30 درصد)
• نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری
• عدم نیاز به تعویض دوره ای فلش لامپ و تجهیزات مصرفی کمتر
• جوش ظریف تر و با کیفیت تر
• انرژی پایدارتر و عدم تخلیه انرژی به صورت ناگهانی و غیر معمول
• نفوذ بالاتر به ماده
• بازده انرژی تا 10 برابر بیشتر
• نداشتن مسیر اپتیکی و المان های اپتیکی و درنتیجه مصونیت در برابر آسیب های محیطی، به هم ریختن Alignment و ارتعاش و گرد و غبار
• امکان داشتن Red light و مشخص بودن مسیر حرکت باریکه

علاوه بر این، این لیزرها توان پالس بالایی دارند، مانند سایر فناوری های لیزر فایبر، قابلیت سینگل مد و مولتی مد بودن را دارا هستند و پهنای پالس آنها تا محدوده میکروثانیه قابل تنظیم است!

این لیزر جوش برای کاربردهای پردازش موادی که نیازمند چندین ژول انرژی پالس با توان پیک چند کیلووات هستند، بسیار مناسب می باشد. این لیزرها می توانند ده ها ژول انرژی را در یک پالس طولانی، از 50 میکروثانیه تا 50 میلی ثانیه ارائه دهند.

افزایش توان پیک یعنی افزایش توان لیزر برای شکستن پیوندهای فلزات و انجام فرایند جوشکاری بهتر. این ویژگی منحصر به فرد به این لیزر جوش این امکان را داده است که با لیزرهای فلش لامپی با تکنولوژی قدیمی تر رقابت بسیار موفقی داشته باشد.

لیزر جوش میکرونی فایبر می‌تواند 10 ژول در 15 هرتز در 8 میلی‌ثانیه با حداکثر توان 1250 وات برای جوش نقطه‌ای تولید کند. واضح است که گرمایش جانبی قطعه جوش داده شده در 8 میلی ثانیه خیلی کم است!

در جدول زیر برخی از ویژگی های قابل مقایسه و موثر در انتخاب شما را لحاظ کرده ایم. شما می توانید با بررسی پارامتهای مورد نیاز خود، بهترین انتخاب را متناسب با کاربرد خود داشته باشید.

شکل4: نمونه جوش میکرونی لیزر جوش میکرونی فایبر

در لیزر جوش میکرونی فایبر، فیبر به دلیل نسبت سطح به حجم بسیار بالا، تقریباً خود خنک می شود. بنابراین، نوسانات دما و اثرات حرارتی نسبت به لیزرهای ND:Yag بسیار کمتر است و همین به پایداری بی سابقه پرتو خروجی می‌شود.

جوشکاری آلومینیوم مورد استفاده در مایکروویو که قبلا توسط لیزرهای ND:Yag پمپ شده با فلش لامپ انجام میشد، اکنون با استفاده از لیزر فایبر هواخنک انجام می پذیرد.

همچنین با توجه به نیاز شدید به ذخیره انرژی، به نظر می رسد لیزرهای فایبر نقش خود را در این زمینه نیز ایفا کنند. جوشکاری زبانه‌های باتری در حال حاضر با لیزر جوش میکرونی فایبر قابل انجام است.

مشخصات لیزر جوش نقطه ای فایبر

این اطلاعات در بخش تحقیق و پژوهش لیزرهای فایبر شرکت اپتیک پرداز گردآوری شده است و استفاده از آن با ذکر منبع بلامانع است.