โลหะทั่วไปที่ใช้ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีอะไรบ้าง?

ความสำเร็จของโลหะด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพหลัก ตัวอย่างเช่น การสะท้อนแสงที่สูงสามารถหักเหพลังงานของเลเซอร์ได้ ในขณะที่ค่าการนำความร้อนที่สูงจะระบายความร้อนออกจากบริเวณรอยเชื่อมได้เร็วเกินไป คุณสมบัติเหล่านี้ประกอบกับจุดหลอมเหลว เป็นตัวกำหนดว่าวัสดุจะดูดซับพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใดเพื่อสร้างรอยเชื่อมที่แข็งแรงและแม่นยำ

ต่อไปนี้คือรายละเอียดของโลหะทั่วไปและคุณสมบัติของโลหะเหล่านี้

การเชื่อมเลเซอร์ด้วยเหล็กกล้าคาร์บอน

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนสูงถึง 2.1% ปริมาณคาร์บอนเป็นปัจจัยหลักในการกำหนดคุณสมบัติของเหล็กกล้า

เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ(คาร์บอนน้อยกว่า 0.25%) มีความเหนียว ทนทาน ขึ้นรูปและเชื่อมได้ง่าย มักใช้ทำแผงตัวถัง ลวด และท่อ

เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง(คาร์บอน 0.25% ถึง 0.60%) มีความแข็งแรงและความแข็งมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ จึงเหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงและทนต่อการสึกหรอมากกว่า เช่น เฟือง เพลา และล้อรถไฟ

เหล็กกล้าคาร์บอนสูง(มีคาร์บอนมากกว่า 0.60%) เป็นเหล็กที่มีความแข็งแรงและแข็งที่สุดในบรรดาเหล็กทั้งสามชนิด แต่ก็มีความเหนียวน้อยที่สุดและเปราะที่สุดเช่นกัน ความแข็งของเหล็กนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องมือตัด สปริง และลวดแรงสูง แต่ต้องใช้ความระมัดระวังในการเชื่อมเพื่อป้องกันการแตกร้าว

เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุหลักในการผลิต และเหมาะกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ข้อดี:คุณจะได้รอยเชื่อมที่แข็งแรง ลึก และแม่นยำอย่างน่าทึ่ง และความบิดเบี้ยวที่น้อยมาก ความเร็วคือข้อดีอย่างมาก ช่วยเพิ่มผลผลิตในโรงงาน

ข้อควรพิจารณา:การทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วของกระบวนการเลเซอร์อาจทำให้รอยเชื่อมเปราะและแตกง่าย บางครั้งการอุ่นชิ้นงานล่วงหน้าก็จำเป็นเพื่อชะลอการเย็นตัวและป้องกันปัญหา

การเชื่อมเลเซอร์สแตนเลส

นี่คือคู่ที่คู่ควรกับสวรรค์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นกระบวนการที่สมบูรณ์แบบสำหรับสแตนเลส โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความสะอาด

ข้อดี:ความร้อนที่ต่ำและโฟกัสตรงจุดถือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก มันช่วยรักษาคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของสเตนเลสสตีลด้วยการป้องกันสิ่งที่เรียกว่า "การตกตะกอนของคาร์ไบด์" ส่งผลให้รอยเชื่อมสะอาดและแม่นยำราวกับการผ่าตัด ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นที่นิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมการแพทย์และอาหาร

ข้อควรพิจารณาเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปส่วนใหญ่ เช่น ซีรีส์ 300 (เช่น 304, 316) เชื่อมได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมบางเกรด เช่น ซีรีส์ 400 อาจเปราะได้ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน

การเชื่อมอลูมิเนียมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมอลูมิเนียมถือเป็นเรื่องยุ่งยากมาโดยตลอด แต่การเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังเปลี่ยนโฉมหน้าไป

ข้อดี:อะลูมิเนียมเป็นตัวนำความร้อนที่ดีเยี่ยม ซึ่งหมายความว่าการเชื่อมแบบดั้งเดิมจะทำให้ความร้อนกระจายตัวออกไปและทำให้ชิ้นส่วนทั้งหมดบิดเบี้ยว พลังงานที่โฟกัสของเลเซอร์และปริมาณความร้อนต่ำช่วยแก้ปัญหานี้ ช่วยลดการบิดเบี้ยวได้อย่างมาก

ข้อควรพิจารณา:อะลูมิเนียมสะท้อนแสงได้สูง พื้นผิวมันวาวสามารถสะท้อนลำแสงเลเซอร์ออกได้อย่างง่ายดาย ความสำเร็จขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญสองสามประการ ได้แก่ การทำความสะอาดพื้นผิวให้สะอาดหมดจด ก๊าซป้องกันที่เหมาะสม และการใช้เลเซอร์ชนิดที่ถูกต้อง (เลเซอร์ไฟเบอร์มักเป็นที่นิยม) เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานจะถูกดูดซับ

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไททาเนียม

หากคุณจำเป็นต้องเชื่อมไททาเนียม เลเซอร์เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับงานนี้

ข้อดี:ไทเทเนียมเป็นโลหะที่มีปฏิกิริยา หมายความว่าไทเทเนียมสามารถปนเปื้อนออกซิเจนในอากาศได้ง่ายเมื่อหลอมเหลว ทำให้เกิดรอยเชื่อมที่เปราะและอ่อนแอ ความเร็วและความแม่นยำของเลเซอร์ช่วยลดระยะเวลาที่โลหะหลอมเหลวและสัมผัสกับอากาศ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนและเปราะบาง

ข้อควรพิจารณา:เช่นเดียวกับการเชื่อมไททาเนียมแบบ TIG คุณยังต้องระมัดระวังอย่างยิ่งยวด ความสะอาดสมบูรณ์แบบและการป้องกันที่สมบูรณ์แบบด้วยก๊าซเฉื่อย (เช่น อาร์กอน) เป็นสิ่งที่ไม่อาจต่อรองได้

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ทองแดงและโลหะสะท้อนแสงอื่นๆ

นี่คือจุดที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์จะขยายขอบเขตของความเป็นไปได้

ข้อดี:เครื่องเชื่อมเลเซอร์สามารถเชื่อมวัสดุที่สะท้อนแสงสูง เช่น ทองแดง ซึ่งเชื่อมได้ยากอย่างยิ่งด้วยวิธีการอื่นๆ เกือบทั้งหมด วิธีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งาน เช่น แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (EV) ซึ่งต้องเชื่อมทองแดงและอะลูมิเนียมเข้าด้วยกัน

ข้อควรพิจารณา:นี่เป็นเรื่องระดับผู้เชี่ยวชาญ ค่าการสะท้อนแสงและการนำความร้อนที่สูงอาจสร้างความเสียหายให้กับเลนส์ของเลเซอร์ได้หากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้อง ซึ่งมักต้องใช้อุปกรณ์เฉพาะทางและเทคนิคขั้นสูง

L คืออะไรการเลียนแบบการเชื่อมด้วยเลเซอร์?

แม้จะฟังดูเหมือนเป็นเครื่องมือมหัศจรรย์ แต่มันก็ไม่ได้เหมาะกับทุกงาน สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจถึงข้อดีข้อเสีย

1.ต้นทุนเริ่มต้นสูง:เครื่องเชื่อมเลเซอร์ระดับมืออาชีพถือเป็นการลงทุนที่สำคัญ และมีราคาแพงกว่าระบบ MIG หรือ TIG แบบดั้งเดิมมาก

2.ข้อกำหนดร่วมที่เข้มงวด:ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว เลเซอร์ต้องมีความพอดีเกือบสมบูรณ์แบบ หากชิ้นส่วนของคุณมีช่องว่างหรือถูกตัดไม่แม่นยำ เลเซอร์จะไม่สามารถเชื่อมชิ้นส่วนเหล่านั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3.ปัญหาเรื่องการสะท้อนแสง:วัสดุมันวาว เช่น อลูมิเนียมและทองแดง อาจเชื่อมได้ยากหากไม่มีเลเซอร์และเทคนิคเฉพาะทาง

4.ข้อกังวลด้านความปลอดภัย:ลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงเป็นอันตรายอย่างยิ่งและอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บที่ดวงตาอย่างรุนแรงและผิวหนังไหม้ได้ แม้จะเกิดจากแสงสะท้อนก็ตาม จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันความปลอดภัยที่เหมาะสมและอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล (PPE) อย่างเคร่งครัด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ไร้ตำหนิ

หากต้องการได้รับประโยชน์สูงสุดจากกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ คุณต้องรู้พื้นฐานให้ครบถ้วน

การเตรียมตัวคือทุกสิ่ง

การประกอบข้อต่อ:เราพูดได้เต็มปากเลยว่า ชิ้นส่วนของคุณต้องประกอบเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ควรเว้นช่องว่างน้อยกว่า 10% ของความหนาของวัสดุ

การทำความสะอาดพื้นผิว:กำจัดทุกอย่างที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งรวมถึงการกำจัดน้ำมัน จาระบี ออกไซด์ และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ทั้งหมด พื้นผิวที่สะอาดเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันรูพรุนและข้อบกพร่องอื่นๆ ในรอยเชื่อมของคุณ

ควบคุมกระบวนการของคุณ

ก๊าซป้องกัน:เช่นเดียวกับ TIG และ MIG การเชื่อมด้วยเลเซอร์จะใช้ก๊าซเฉื่อย (โดยปกติคืออาร์กอนหรือฮีเลียม) เพื่อปกป้องแอ่งเชื่อมที่หลอมละลายจากออกซิเจนและไนโตรเจนในอากาศ ช่วยให้มั่นใจได้ว่ารอยเชื่อมจะแข็งแรงและสะอาด

การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์:คุณต้องปรับการตั้งค่าของคุณ กำลังเลเซอร์ ความเร็วในการเชื่อม และระยะโฟกัสต้องได้รับการปรับเทียบให้เหมาะสมกับวัสดุและความหนาที่คุณกำลังใช้งานอย่างสมบูรณ์แบบ

ความปลอดภัยต้องมาก่อนเสมอ

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่กระบวนการที่คุณสามารถทำแบบสบายๆ ได้ แสงที่โฟกัสมีกำลังแรงอย่างเหลือเชื่อ ใครก็ตามที่เข้าใกล้บริเวณงานต้องสวมแว่นตานิรภัยเลเซอร์เฉพาะทางที่มีความยาวคลื่นเฉพาะของเลเซอร์ของคุณ

เครื่องเชื่อมเลเซอร์เหมาะกับคุณหรือไม่?

ดังนั้นคุณควรลงทุนในการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรือไม่?

มาสรุปกันอีกครั้ง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือการผลิตขั้นสูงที่ให้ความเร็ว ความแม่นยำ และคุณภาพที่เหนือชั้น ข้อเสียคือต้นทุนเริ่มต้นที่สูงและข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับชิ้นส่วนที่สะอาดและประกอบเข้ากันดี

ความคิดสุดท้ายของเราหากงานของคุณต้องการปริมาณงานสูง ระบบอัตโนมัติ และความแม่นยำที่แม่นยำ โดยเฉพาะกับวัสดุที่บอบบางหรือวัสดุที่ยากต่อการตัด การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่เพียงอีกทางเลือกหนึ่ง แต่เป็นโซลูชันที่เหนือกว่าที่จะปฏิวัติการผลิตของคุณ