دستگاه جوش لیزری فایبر با تمرکز فوقالعاده پرتو لیزر، اتصالهای تمیز، عمیق و مقاومی ایجاد میکند که حتی در پرچالشترین محیطهای تولیدی نیز کیفیتی یکنواخت و پایدار دارند.
اگر مدیر تولید یا مهندس خط هستید و میخواهید بدانید کدام دستگاه برای کارخانه یا کارگاه شما بهترین انتخاب است، این راهنما دقیقا برای شما نوشته شده است.
در ادامه، با نگاهی جامع و کاربردی، به کاربردهای جوش لیزری در صنایع مختلف، مقایسه مدلها، بررسی فناوری فایبر، مزایای جوش فایبر نسبت به جوشهای سنتی، و نکات مهم قبل از خرید دستگاه جوش لیزری میپردازیم.
در پایان نیز، با معرفی یکی از برندهای پیشرو در ایران یعنی روتک، با راهکاری آشنا میشوید که میتواند خط تولید شما را وارد نسل جدیدی از دقت و سرعت کند.
جوش لیزری فایبر: فناوری پیشرفته جوشکاری لیزری
امروزه اکثر دستگاههای جوش لیزری صنعتی از فناوری لیزر فایبر بهره میبرند. منظور از جوش لیزری فایبر جوشکاری با استفاده از لیزر حالت جامد است که مادهی فعال آن یک فیبر نوری مخصوص است.
در یک منبع یا سورس لیزر فایبر، دیودهای پمپکننده، نور لیزر را در داخل یک فیبر نوری تقویت میکنند تا پرتو لیزر پرتوانی ایجاد شود. این پرتو از طریق همان فیبر نوری انعطافپذیر به هد جوش منتقل میشود.
نتیجه این طراحی، یک پرتو لیزر متمرکز با طول موج حدود µm1 است که قابلیت ذوب موضعی فلزات را دارد. مزیت بزرگ ساختار فایبر این است که بر خلاف لیزرهای قدیمیتر مانند Nd:YAG یا لیزر CO2 گازی، اینجا کل مسیر تولید و انتقال لیزر در یک فیبر بسته انجام میشود. در عمل، این بدان معناست که نیازی به آینه دقیق بیرونی و تنظیمات مکرر اپتیکی نیست و پرتو لیزر با انعطاف توسط کابل فیبر به نقطه دلخواه هدایت میشود.
چرا لیزر فایبر محبوبترین انتخاب در جوشکاری است؟
بهرهوری انرژی و توان بالا
لیزرهای فایبر راندمان تبدیل الکتریسیته به نور بسیار بالاتری نسبت به نسلهای قبلی دارند. این دستگاهها میتوانند توانهای خروجی متنوعی از چند صد وات تا چندین کیلووات را با پایداری عالی ارائه دهند. توان بالاتر به معنای امکان جوشکاری قطعات ضخیمتر و سرعت جوش بیشتر است.
پرتو پایدار و با کیفیت
پرتو لیزر فایبر معمولا کیفیت بالایی دارد، به این معنی که میتوان آن را روی یک نقطه بسیار کوچک متمرکز کرد؛ در نتیجه، چگالی انرژی فوقالعادهای در نقطه جوش است که جوشهای عمیق و باریک ایجاد میکند. همچنین پایداری توان خروجی لیزر فایبر زیاد است و در طول زمان افت یا نوسان شدیدی ندارد؛ بنابراین کیفیت جوش اول و آخر تقریبا یکسان خواهد بود.
عمر طولانی و نگهداری آسان
سورسهای لیزر فایبر طراحی بسیار مطمئنی دارند. عمر مفید منبع لیزر فایبر معمولا در حدود ۵۰٬۰۰۰ تا ۱۰۰٬۰۰۰ ساعت کار عنوان میشود که چندین برابر منابع لیزر قدیمی است.
به دلیل عدم وجود لنزهای موجود در مسیر و استفاده از فیبر بسته، این سیستمها کمتر دچار مشکل آلودگی نوری یا خارج شدن از تنظیم میشوند.
نیاز به تعویض قطعات مصرفی مانند لامپ در لیزرهای Nd:YAG قدیمی حذف شده است. تنها موارد نگهداری رایج، تمیز کردن دورهای لنز محافظ هد جوش و اطمینان از عملکرد صحیح سیستم خنککننده است.
ابعاد فشرده و انعطاف نصب
یک منبع لیزر فایبر علیرغم توان بالا، اندازه نسبتا کوچکی دارد و فیبر نوری انتقال دهنده پرتو امکان میدهد که هد جوشکاری کوچک و سبکی داشته باشید. این امر به ویژه در دستگاههای جوش لیزری دستی اهمیت دارد؛ زیرا هد جوش باید سبک و قابل حرکت باشد. در گذشته، لیزرهای یاقوت یا CO2 نیاز به مسیر نوری ثابت و جاگیر با آینههای متعدد داشتند که ادغامشان در ربات یا دستگاه سیار دشوار بود. اما لیزر فایبر این محدودیت را مرتفع کرده و انعطاف طراحی دستگاههای جوشکاری را افزایش داده است.
کاربردهای دستگاه جوش لیزری در خطوط تولید صنعتی
دستگاه جوش لیزری در طیف گستردهای از صنایع برای بهبود کیفیت و سرعت تولید به کار میرود. در ادامه به برخی از مهمترین کاربردهای دستگاه جوش لیزری در خطوط تولید صنعتی اشاره میکنیم:
- صنایع فلزی سنگین و ساختوساز: در صنایعی مانند سازههای فلزی و نفت و گاز، از جوشکاری لیزری برای اتصال صفحات ضخیم و قطعات بزرگ نیز بهره میگیرند. هرچند لیزرها بیشتر برای ورقههای نسبتا نازک تا متوسط مناسباند، اما با استفاده از لیزرهای پرتوان میتوان جوشهای عمیق و طولانی را نیز انجام داد. مزیت لیزر در این کاربردها، سرعت بالا و نفوذ کنترلشده جوش است که میتواند در زمان ساخت سازههایی مثل مخازن خاص صرفهجویی کند و بهبود کیفیت اتصال را تحقق میبخشد.
- صنعت خودروسازی: در خطوط مونتاژ خودروسازی از جوشکاری لیزری برای اتصال دقیق قطعات بدنه، شاسی و اجزای موتور استفاده میشود. جوش لیزری سرعت تولید را افزایش داده و اتصالاتی مستحکم بدون اعوجاج قابل توجه در ورقههای فلزی خودرو ایجاد میکند. برای مثال، جوش دادن ورقهای فولادی بدنه خودرو با لیزر، نسبت به جوش سنتی سریعتر انجام شده و نیاز به پرداخت کمتری پس از جوش دارد.
- صنایع الکترونیک و باتری: در تولید محصولات الکترونیکی ظریف مانند سنسورها، مدارها و بهویژه بستههای باتری در خودروهای برقی، جوشکاری لیزری به دلیل دقت بسیار بالا و کنترل حرارت موضعی کاربرد گستردهای دارد. دستگاه جوش لیزری میتواند اتصالات ریز مانند سیمهای رابط یا برگههای نیکل در باتریها را بدون آسیب به اجزای اطراف جوش دهد. این دقت در ابعاد میلیمتری، در روشهای سنتی جوشکاری به سختی قابل دستیابی است.
- صنعت هوافضا و دفاع: در صنایع هوافضا، قطعات حساسی مانند تیغههای توربین، بدنه هواپیما و قطعات موتور جت به وسیله جوش لیزری به هم متصل میشوند. علت استفاده از لیزر در این حوزه، نیاز به جوشهای فوقالعاده تمیز و مقاوم است که خواص مکانیکی قطعه را تضعیف نکند. جوشکاری لیزری با منطقهی حرارتی بسیار محدود، اعوجاج قطعات حیاتی را به حداقل میرساند و اتصالاتی با استحکام بالا برای تحمل شرایط سخت پروازی ایجاد میکند.
- تجهیزات پزشکی و ابزار دقیق: تولید ایمپلنتهای پزشکی و ابزارهای جراحی نیازمند جوشهایی با دقت و تمیزی بالا است. دستگاه جوش لیزری در صنعت پزشکی امکان جوش دادن قطعات بسیار کوچک از جنس فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای زیستسازگار را فراهم کرده است. به عنوان مثال، در اتصال قطعات یک ابزار جراحی ظریف، جوش لیزری میتواند بدون ایجاد لبههای تیز، قطعات را یکپارچه کند که این امر برای ایمنی و عملکرد ابزار بسیار مهم است.
انواع دستگاه جوش لیزری
دستگاههای جوش لیزری در مدلها و پیکربندیهای متنوعی عرضه میشوند که هر یک متناسب با کاربرد خاصی طراحی شدهاند. پیش از انتخاب دستگاه مناسب، آشنایی با مقایسه انواع دستگاههای جوش لیزری و تفاوتهای آنها ضروری است.
دستگاه جوش لیزری پرتابل
این دستگاهها که عموما از تکنولوژی لیزر فایبر بهره میبرند، دارای یک هد تفنگی هستند که اپراتور میتواند آن را برای جوشکاری نقاط مختلف قطعه کار جابهجا کند. دستگاه جوش لیزری سبک به علت انعطافپذیری بالا و قابلیت جابهجایی، برای پروژههای متنوع و قطعات بزرگ ایدهآل است. به عنوان مثال، در یک کارگاه فلزکاری برای جوش دادن لبههای یک مخزن بزرگ که حرکت دادن آن دشوار است، اپراتور میتواند با هد لیزری بهراحتی درزهای اطراف مخزن را جوش دهد. این نوع دستگاه نیاز به فضای زیادی ندارد و به سرعت در محلهای مختلف کارخانه قابل استفاده است.
دستگاه جوش لیزری فایبر
این رده شامل دستگاههای جوش لیزری فایبر است که قطعه کار روی میز ثابت قرار میگیرد و اپراتور از طریق پنل کنترل و گان لیزری دستی عملیات جوش را انجام میدهد. در این مدل، برخلاف دستگاههای CNC، مسیر جوش به صورت دستی توسط اپراتور هدایت میشود؛ اما تنظیمات فرکانس پرتو لیزر، سرعت، پهنای جوش، فشار گاز محافظ و حالت کارکرد از طریق صفحه کنترل دستگاه قابل تنظیم است. دستگاههای جوش لیزری فایبر برای کارهای دقیق، اتصال قطعات فلزی نازک و عملیات تکراری در خطوط تولید سبک بسیار کاربرد دارند. این دستگاهها با داشتن سیستم خنککننده موثر و طراحی ارگونومیک، عملکردی پایدار و کیفیت جوش یکنواختی ارائه میدهند.
سیستمهای جوش لیزری اتوماتیک و رباتیک
برای خطوط تولید انبوه و کارخانههایی که تیراژ تولید بالایی دارند، معمولا از سیستمهای جوش لیزری کاملا خودکار استفاده میشود. این سیستمها ممکن است شامل رباتهای صنعتی باشند که هد لیزر را با دقت بالا روی مسیر جوش حرکت میدهند. رباتهای جوشکاری لیزری قادرند در سرعتهای بالا و با تکرارپذیری عالی، تعداد زیادی جوش را پشتسرهم اجرا کنند. برای مثال، در خط تولید خودرو، یک بازوی رباتیک مجهز به هد جوش لیزری میتواند صدها نقطه جوش را در شاسی یک خودرو ظرف چند دقیقه ایجاد کند. این سیستمها برای تولید انبوه ایدهآل هستند و کمترین خطای انسانی را دارند. همچنین امکان یکپارچهسازی با نوار نقالهها و سیستمهای کنترل کارخانه را دارا هستند تا جوشکاری به صورت خودکار در ایستگاه مشخصی از خط تولید انجام شود.
دستگاه جوش لیزری طلا و نقره
همانطور که اشاره شد، دستهای از دستگاههای جوش لیزری به صورت تخصصی برای کارهای بسیار ظریف طراحی شدهاند. این دستگاهها که اغلب توان کمتری داشته؛ اما پالسهای بسیار کوتاه و متمرکزی تولید میکنند، برای جوش دادن قطعات کوچکی مانند سیمهای نازک، اجزای میکروالکترونیکی، زیورآلات و ساعتها به کار میروند. طراحی ارگونومیک و قابلیت کنترل دقیق پارامترها از ویژگیهای این دستگاههاست. برای مثال، یک دستگاه جوش لیزری طلا دارای میکروسکوپ داخلی است تا جواهرساز محل جوش را بزرگنمایی کرده و با دقت زیر میلیمتر، قطعات طلا را جوش دهد.
نکات کلیدی در انتخاب دستگاه جوش لیزری مناسب
حال که با کاربردها، انواع و مزایای جوش لیزری آشنا شدیم، در ادامه نکات مهم قبل از خرید و مهمترین فاکتورهایی که یک مدیر تولید یا خریدار فنی باید هنگام انتخاب دستگاه جوش لیزری در نظر بگیرد، به اختصار آمده است:
- جنس و ضخامت مواد قابل جوش: ابتدا مشخص کنید چه موادی را میخواهید جوش دهید؛ فولاد، آهن، آلومینیوم، مس، استیل یا …؟ همچنین حداکثر ضخامت قطعات چقدر است؟ نوع و ضخامت متریال تعیین میکند که آیا دستگاه مورد نظر توان و ویژگیهای مناسب را دارد یا خیر. بنابراین حتما محدوده ضخامت و جنس قطعات هدف را با مشخصات توان خروجی دستگاه تطبیق دهید.
- نوع جوش و پیچیدگی هندسه کار: نوع اتصال (لب به لب، رویهم، فیلت داخلی یا خارجی و غیره) و شکل قطعه کار در انتخاب دستگاه موثر است. اگر جوشهای خطی بلند بر روی قطعات بزرگ دارید، دستگاه روباتیک ممکن است ضروری باشد. اگر جوشهای نقطهای یا کوتاه و پراکنده دارید، یک دستگاه دستی یا نیمهخودکار کفایت میکند. همچنین برای هندسههای پیچیده یا نقاطی با دسترسی دشوار، شاید نیاز به دستگاهی با هد اسکنر گالوو یا ربات شش محوری باشد که بتواند پرتوی لیزر را در زوایا و موقعیتهای مختلف هدایت کند. بررسی کنید دستگاه انتخابی قادر به پوشش تمامی نواحی جوش قطعه شما باشد و محدودیت حرکتی نداشته باشد.
- حجم تولید و سرعت مورد انتظار: ظرفیت تولید کارخانه و تعداد قطعاتی که باید در روز جوش داده شوند نیز تعیینکننده است. برای تولید انبوه با تیراژ بسیار بالا، نیازمند دستگاه یا سیستمی هستید که توان کار مداوم در چند شیفت را داشته باشد و سرعت جوش آن پاسخگوی ریتم تولید باشد. شاید لازم شود به جای یک دستگاه، چند دستگاه جوش لیزری به صورت موازی کار کنند یا یک سلول رباتیک چند ایستگاهی تهیه کنید. در مقابل، اگر تولید شما سفارشی و کم تیراژ است، دستگاههای کوچکتر یا دستی با انعطاف بیشتر ارجحیت دارند. به بیان ساده، دستگاهی را انتخاب کنید که از نظر چرخه کاری مداوم و سرعت، با سطح تولید شما همخوانی داشته باشد.
- توان لیزر و مشخصات پرتوی خروجی: توان خروجی لیزر یکی از مهمترین شاخصهای انتخاب است. همانطور که گفته شد، توان بالاتر امکان جوشکاری قطعات ضخیمتر یا افزایش سرعت را میدهد. با این حال، توان بالاتر معمولا قیمت بالاتر و نیاز به خنککننده قویتر را نیز در پی دارد. بنابراین بهتر است بر اساس نیاز واقعی انتخاب کنید. علاوه بر توان، ویژگی پرتوی لیزر نیز اهمیت دارد: تکمد یا چندمد بودن پرتو، قطر فیبر انتقال و امکان تنظیم حالت پالس. برخی دستگاهها توانایی کار در هر دو حالت پیوسته (CW) و پالسی را دارند که برای تطبیقپذیری با جوشهای مختلف مفید است. اگر جوش نقطهای ریز نیاز دارید، دستگاهی با مد پالسی و تنظیم عرض پالس انتخاب بهتری خواهد بود.
- سیستم خنککننده و پایداری عملکرد: لیزرهای پرقدرت نیاز به خنککننده چیلر دارند تا دمای منبع لیزر و هد را پایدار نگه دارند. اطمینان حاصل کنید دستگاه مجهز به یک چیلر مناسب و با ظرفیت کافی است. در محیطهای صنعتی با دمای محیط بالا، اهمیت این موضوع بیشتر میشود. یک سیستم خنککننده ضعیف میتواند باعث افت توان لیزر در کارهای طولانی یا حتی آسیب به منبع لیزر شود. بنابراین در زمان خرید، به مشخصات چیلر توجه کنید. همچنین اگر قرار است دستگاه در محیط پرگرد و غبار یا کارخانه با شرایط سخت کار کند، وجود مکنده لیزر برای جلوگیری از ورود گرد و غبار به داخل منبع لیزر و اپتیکها یک مزیت مهم است که باید لحاظ شود.
- سهولت استفاده و رابط کاربری: یکی از نکات عملی در خطوط تولید، میزان تخصص لازم برای کار با دستگاه است. دستگاههای جوش لیزری جدید معمولا رابط کاربری گرافیکی و قابل فهمی دارند و بسیاری از تنظیمات آنها به صورت خودکار یا از پیشتنظیم شده قابل انتخاب است.
- برند سازنده و کیفیت ساخت: برند و تولیدکننده دستگاه میتواند نمایانگر کیفیت، دوام و خدمات پس از فروش آن باشد. تحقیق کنید شرکت سازنده در زمینه تکنولوژی لیزر چه سابقهای دارد و آیا در ایران نمایندگی یا خدمات قابل اعتماد ارائه میدهد یا خیر. دستگاههای جوش لیزری از اجزای حساس و دقیقی تشکیل شدهاند؛ ساخت با کیفیت و طراحی مهندسیشده، تاثیر مستقیم بر عملکرد طولانیمدت دستگاه دارد. برندهای معتبر عموما آزمونهای کیفی سختگیرانهتری را طی میکنند و کاربران حرفهای از عملکرد آنها رضایت بیشتری دارند. در مقابل، شاید دستگاههای متفرقه ارزانتری در بازار بیابید، اما ممکن است در میانه تولید دچار خرابیهای مکرر شوند و شما را متحمل هزینه و توقف تولید کنند. بنابراین تا حد امکان بودجه را صرف خرید از یک تولیدکننده معتبر کنید. همچنین خواندن نظرات مشتریان دیگر یا بازدید از خطوط تولیدی که دستگاه مورد نظر را بهکار گرفتهاند، میتواند دید واقعیتری نسبت به کیفیت عملی دستگاه بدهد.
- گارانتی و پشتیبانی فنی: مانند هر سرمایهگذاری صنعتی بزرگ، برای دستگاه جوش لیزری نیز گارانتی و خدمات پس از فروش اهمیت زیادی دارد. مطمئن شوید شرکت فروشنده یا سازنده، گارانتی معتبری ارائه میدهد. همچنین وجود تیم پشتیبانی فنی در داخل کشور برای نصب، راهاندازی، آموزش و تعمیرات احتمالی بسیار ضروری است. دستگاهی که از نظر فنی عالی باشد ولی در صورت بروز مشکل، قطعهی یدکی آن پیدا نشود یا کارشناسی برای تعمیرش در دسترس نباشد، عملا قابل اتکا نیست. شرکتهای معتبری مانند روتک در ایران فعالاند که خدمات جامعی از مشاوره قبل از خرید تا گارانتی و تامین قطعات را ارائه میکنند.
- هزینه و بازگشت سرمایه: در نهایت، بودجه و هزینه نیز یکی از عوامل تعیینکننده است. دستگاههای جوش لیزری بسته به توان و امکانات، قیمتهای متنوعی دارند. شما باید برآورد کنید که افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای جوشکاری با لیزر، طی چه مدتی هزینه دستگاه را بازمیگرداند. اگر خط تولید شما بزرگ است و در هر دقیقه توقف آن ضرر بالایی دارد، سرمایهگذاری روی یک دستگاه گرانتر اما قابل اعتمادتر توجیهپذیر است. اما اگر کسبوکار کوچکتری دارید، شاید مدلهای اقتصادیتر با امکانات پایه هم پاسخگوی نیازتان باشند. خوشبختانه با رشد فناوری، قیمت دستگاههای لیزری نسبت به قبل معقولتر شده و گزینههای مقرونبهصرفه نیز در بازار یافت میشوند. در هر صورت، خرید دستگاه جوش لیزری یک سرمایهگذاری بلندمدت است؛ تمام هزینههای مستقیم و غیرمستقیم (آموزش کارکنان، زیرساخت برق سهفاز، چیلر، گاز محافظ در صورت نیاز، قطعات مصرفی مثل لنز محافظ و …) را در نظر بگیرید تا تصمیم آگاهانهای بگیرید.
مزایای جوشکاری لیزری نسبت به روشهای سنتی
یکی از دلایل اصلی گرایش صنایع به سمت لیزر، مزایای جوشکاری لیزری در مقایسه با روشهای جوشکاری سنتی (مانند جوش، TIG، MIG و غیره) است. در این بخش مهمترین مزایای جوش لیزری را مرور میکنیم:
سرعت جوشکاری بسیار بالا
جوشکاری لیزری با تمرکز انرژی در یک نقطه کوچک، قادر است در زمانی بسیار کوتاه اتصال را ایجاد کند. این روش اغلب تا ۳ تا ۴ برابر سریعتر از جوشکاری قوسی سنتی (مانند TIG) برای همان ضخامت عمل میکند. سرعت بالا به معنای افزایش چشمگیر بهرهوری خط تولید و کاهش زمان هر سیکل جوشکاری است. برای نمونه، یک درز جوش که با روش قدیمی در چند دقیقه انجام میشد، با لیزر در چند ثانیه قابل انجام است.
دقت و کیفیت جوش برتر
قطر کوچک پرتوی لیزر امکان جوشکاریهای بسیار ظریف با دقت در حد میلیمتر و حتی زیر میلیمتر را فراهم میکند. جوشهای حاصل دارای ظاهر صاف و تمیز و حداقل پاشش جوش هستند. به علت متمرکز بودن حرارت، لبههای جوش سیاهشدگی یا سوختگی کمتری نشان میدهند و معمولا نیاز به عملیات تمیزکاری یا پرداخت پس از جوش ندارند؛ همچنین به دلیل کنترل دقیق انرژی، میتوان مطمئن بود که جوش ناقص یا نفوذ ناکافی کمتر رخ میدهد.
منطقه حرارت دیده بسیار کم و اعوجاج ناچیز
یکی از مزایای فنی مهم لیزر این است که گرمای ورودی بسیار موضعی و کنترلشدهای را اعمال میکند. در نتیجه منطقه متاثر از حرارت (HAZ) کوچک است و بخشهای مجاور جوش کمتر گرم میشوند. این ویژگی موجب میشود تنشهای حرارتی و اعوجاج قطعه به حداقل برسد. در سازههای دقیق یا قطعاتی که تلرانس ابعادی مهم است، جوش لیزری میتواند بدون تاب برداشتن قطعات، آنها را متصل کند؛ در حالی که جوشکاری سنتی به علت ورود حرارت زیاد، اغلب نیاز به اصلاح اعوجاج پس از جوش دارد.
جوشکاری تمیز و بدون نیاز به مواد مصرفی
در بسیاری از کاربردهای جوش لیزری، نیازی به الکترود یا سیم جوش بهعنوان ماده پرکننده نیست. پرتوی لیزر میتواند دو لبه فلز را مستقیما ذوب کرده و به هم وصل کند. حذف سیم جوش و فلاکس به معنای حذف منابع آلودگی و عدم نیاز به تمیزکاری پس از جوش است. جوش حاصل بسیار تمیز بوده و پاشش اضافی در کار وجود ندارد. ضمن اینکه حذف مواد پرکننده، هزینههای مصرفی را کاهش داده و انبارداری مواد جوش را نیز حذف میکند.
عدم نیاز یا کاهش نیاز به گاز محافظ
اکثر فلزات را میتوان با لیزر بدون نیاز به گاز محافظ خنثی (مثل آرگون) جوشکاری کرد؛ چرا که جوش در کسری از ثانیه شکل میگیرد و تماس کوتاه مدت مذاب با هوا معمولا مشکلی ایجاد نمیکند. این مزیت برخلاف جوش TIG است که همیشه به پوشش گاز آرگون نیاز دارد. البته برای برخی مواد حساس همچنان استفاده از یک گاز محافظ سبک برای بهبود کیفیت جوش با لیزر هم توصیه میشود، اما به طور کلی بسیاری از جوشهای لیزری بدون گاز محافظ قابل انجام هستند.
قابلیت جوشکاری مواد متنوع و حتی غیرفلزی
مزیت کاربردی چندمنظوره لیزر این است که میتواند انواع فلزات را جوش دهد، از فولاد کربنی و فولاد ضدزنگ گرفته تا آلیاژهای آلومینیوم، نیکل، تیتانیوم و حتی طلا. با تنظیم پارامترها، جوش لیزری در اتصال فلزات غیرهمجنس نیز موفق بوده است، چیزی که در روشهای سنتی بسیار دشوار است.
کنترل دقیق و تکرارپذیری بالا
دستگاههای جوش لیزری معمولا مجهز به تنظیمات دیجیتال پارامترها هستند. این بدان معناست که شدت لیزر، سرعت حرکت، الگوی جوش و سایر پارامترها با دقت و برنامهپذیری بالا کنترل میشوند. نتیجه این کنترل دقیق، تکرارپذیری عالی از یک جوش به جوش دیگر در تولید انبوه است. بر خلاف جوش دستی که کیفیت جوش به مهارت هر اپراتور وابسته است، در جوش لیزری خودکار همه جوشها با شرایط یکسان اجرا میشوند که یکنواختی محصول را تضمین میکند.
امکان جوشکاری در نقاط دشوار و با دسترسی محدود
طراحی باریک هد لیزر و عدم نیاز به تماس فیزیکی، این امکان را میدهد که بتوان نقاطی را جوش داد که با تورچهای سنتی قابل دسترسی نیستند. برای مثال، فرض کنید داخل یک محفظه باریک نیاز به ایجاد چند نقطه جوش باشد؛ سر نازل کوچک لیزر و پرتو متمرکز آن میتواند از دهانه کوچکی وارد شده و در عمق، جوش را انجام دهد. این ویژگی به خصوص در صنایعی مثل ساخت تجهیزات الکترونیکی یا پزشکی که قطعات هندسه پیچیده دارند بسیار کمککننده است.
دستگاه جوش لیزری برای تولید انبوه و خودکارسازی خطوط تولید
یکی از انگیزههای اصلی برای استفاده از لیزر در صنعت، تولید انبوه با کیفیت یکنواخت و نرخ تولید بالا است. یک دستگاه جوش لیزری برای تولید انبوه باید قابلیت کار مداوم، سرعت بالا و ادغام با سیستمهای خودکار را داشته باشد.
در خطوط تولید انبوه، زمان چرخه و نرخ تولید از اهمیت حیاتی برخوردارند. دستگاههای جوش لیزری کاملا خودکار میتوانند در هر شیفت کاری، هزاران جوش را بدون افت کیفیت انجام دهند. به علاوه، جوشکاری لیزری اتوماتیک پیوسته میتواند با سرعت نوار نقاله هماهنگ شود؛ بدین ترتیب قطعات در حال حرکت نیز در زمان عبور از جلوی هد لیزر جوشکاری میشوند و نیازی به توقف مکرر خط نیست.
مزیت دیگر در تولید انبوه، ثبات کیفیت و کاهش ضایعات است. وقتی جوشکاری بهصورت دستی یا نیمهخودکار انجام میشود، احتمال خطای انسانی یا نوسان کیفیت بین شیفتهای مختلف وجود دارد؛ اما یک سلول جوشکاری لیزری خودکار، هر قطعه را با همان پارامترهای از پیش تنظیمشده جوش میدهد و نتیجه در قطعه آخر مثل قطعه اول خواهد بود.
این یکنواختی نه تنها کیفیت محصول نهایی را بالا نگه میدارد، بلکه نیاز به بازرسیهای مکرر و دوبارهکاری قطعات معیوب را نیز کم میکند.
سازگاری با اتوماسیون صنعتی نیز از نکات کلیدی است. دستگاههای جوش لیزری مدرن را میتوان به راحتی در خطوط خودکار جای داد و از طریق پروتکلهای صنعتی آنها را کنترل و پایش کرد؛ همچنین امکاناتی مانند بازخورد لحظهای کیفیت جوش (از طریق سنجش پلاسما یا دوربینهای نظارتی) را میتوان در یک سیستم لیزری گنجاند تا اگر جوشی بنا به هر دلیل ناقص شد، بلافاصله شناسایی و قطعه معیوب جدا شود. این سطح از هوشمندی در تولید انبوه، ضامن حفظ کیفیت در تیراژ بسیار بالا است.
از منظر اقتصادی، اگرچه هزینه اولیه یک سیستم جوش لیزری خودکار قابل توجه است، اما در مقیاس بزرگ این هزینه با صرفهجویی در زمان، کاهش نیروی کار مستقیم و تولید بدون وقفه جبران میشود. مثلا در صنایع الکترونیک، جوش لیزری در بستهبندی باتریها و اتصالات میکروالکترونیک باعث شده خطاهای مونتاژ تقریبا به صفر برسد و سرعت تولید چند برابر شود. یا در صنعت ابزارسازی، استفاده از چندین میز کار لیزری خودکار برای جوش قطعات ابزار جراحی، خروجی کارخانه را بدون نیاز به افزایش فضای کاری دوچندان کرده است.
مقایسه منابع لیزر MAX ،IPG و Raycus دستگاه جوش لیزری
در هنگام خرید دستگاه جوش لیزری صنعتی، یکی از مواردی که باید به آن توجه کرد سورس لیزر یا منبع تولید پرتو درون دستگاه است. سه تا از برندهای معتبر سورس لیزر فایبر در بازار ایران و جهان عبارتاند از MAX ،IPG و Raycus که در ادامه نگاهی به تفاوتهای آنها میاندازیم:
- سورس IPG Photonics: شرکت IPG یک تولیدکننده آلمانی-آمریکایی پیشرو در زمینه لیزرهای فایبر است که بهترین کیفیت پرتو و فناوری را ارائه میدهد. سورس لیزر IPG به پایداری و عمر طولانی مشهور است و معمولا در دستگاههای لیزری ردهبالا بهکار میرود. پرتوی خروجی این سورس کیفیت بسیار بالایی دارد که امکان فوکوس بسیار ریز و جوشهای ظریف را میدهد. همچنین IPG برای توانهای بالا گزینهای مطمئن محسوب میشود چرا که سیستمهای محافظت در برابر بازتاب و پایداری توان آن زبانزد است. بزرگترین عیب IPG هزینه آن است. بنابراین اگر کیفیت در اولویت شماست و هزینه مشکلی ندارد، دستگاه مجهز به IPG انتخاب ایدهآلی خواهد بود. این سورس به ویژه در صنایعی که کار سنگین و ۲۴ ساعته دارند یا در جوش مواد بازتابنده مانند مس و برنج توصیه میشود، چرا که IPG تحمل بهتری در مقابل بازتاب مضر لیزر از این سطوح دارد.
- سورس Raycus: شرکت Raycus یک تولیدکننده چینی سورس لیزر فایبر است که طی یک دهه گذشته سهم بزرگی از بازار را به دست آورده است. سورس لیزر Raycus به دلیل قیمت مناسبتر و کارایی قابل قبول، در بسیاری از دستگاههای جوش و برش لیزر ساخت چین به کار میرود. کیفیت پرتو Raycus پایینتر از IPG ذکر میشود، اما همچنان برای اغلب کاربردهای جوش صنعتی کافی و رضایتبخش است. پایداری خروجی Raycus خوب بوده و مزیتی که خود شرکت اعلام میکند، عمر طولانی و راندمان بالای آن است. همچنین Raycus معمولا گارانتی ۳ ساله ارائه میدهد که بیشتر از IPG است. از نظر عملکرد، سورس Raycus انواع فلزات متداول (فولاد، استیل، آلومینیوم) را به خوبی جوش میدهد ولی در جوشکاری فلزات بسیار بازتابنده (مثل مس) ممکن است نیاز به دقت بیشتر و استفاده از ایزولاتور داشته باشد، چرا که طبق برخی گزارشها Raycus در مواجهه با بازتاب شدید پایداری کمتری نسبت به IPG نشان میدهد. با توجه به قیمت مناسبتر، اگر بودجه محدودتر باشد یا هدف شما داشتن چندین دستگاه است، انتخاب دستگاه جوش لیزری با سورس Raycus یک تعادل خوب بین هزینه و کارایی فراهم میکند.
- سورس MAX Photonics: شرکت MAX نیز از تولیدکنندگان چینی سورس لیزر است که محصولاتش در سالهای اخیر رواج یافته است. سورس لیزر MAX معمولا ارزانترین گزینه در بین این سه برند است. دستگاههای مجهز به MAX برای کاربردهایی که فوق سنگین نیستند ولی قیمت فاکتور مهمی است، ارائه میشوند. کیفیت پرتو MAX ممکن است اندکی پایینتر از Raycus باشد و بر اساس مستندات، پایداری و ضمانت آن نیز کمی کمتر است. برای مثال، اگر یک لیزر IPG یا Raycus تغییر توان خروجی کمتر از ±۳% در طول زمان داشته باشند، این رقم برای MAX ممکن است اندکی بالاتر باشد. با این حال، سورس MAX توانسته سهمی از بازار را جذب کند و در توانهای پایینتر عملکرد قابل قبولی ارائه دهد. بسیاری از کارگاههای کوچکتر که قصد ورود به جوش لیزری را دارند و ابتدا قیمت برایشان مهمتر است، دستگاههای با سورس MAX را انتخاب میکنند. این سورس برای جوشکاریهای عمومی که نیاز فوقالعاده سختگیرانهای از نظر پایداری و کیفیت پرتو ندارند مناسب است و هزینه اولیه را کاهش میدهد. به بیان دیگر، MAX راه را برای مقرونبهصرفهتر شدن دستگاههای لیزری هموار کرده است، هرچند اگر یک پروژه صنعتی حساس و پراستفاده دارید، بهتر است مزایا و معایب آن را نسبت به Raycus و IPG بسنجید.
روتک؛ ارائهدهنده تخصصی دستگاههای جوش لیزری فایبر برای صنایع پیشرفته
شرکت روتک طیف متنوعی از دستگاههای جوش لیزری فایبر را عرضه میکند که توانهای مختلفی مثل ۱۵۰۰، ۲۰۰۰، ۳۰۰۰ وات را دارند و برای کاربردهای گوناگون صنعتی اعم از بدنهسازی فلزی، مونتاژ قطعات الکترونیکی یا جوشکاری ظریف جواهرات طراحی شدهاند. این دستگاهها از فناوری پیشرفته انتقال پرتوی فیبری برخوردارند، کنترلهای دیجیتال دقیق دارند و امکان تنظیم پارامترهای جوش را فراهم میآورند. ضمن اینکه سیستم خنککننده بهینه، ایمنی بالا و سرویسدهی کامل از ویژگیهای برجسته محصولات روتک هستند. اگر به دنبال انتخاب دستگاهی مطمئن و حرفهای برای خط تولید خود هستید، همین امروز با کارشناسان ما تماس بگیرید : ۰۲۱۴۸۰۰۰۰۹۰
مقاله خیلی کامل بود اما کاش درباره هزینههای جانبی مثل گاز محافظ، چیلر و لنز محافظ هم یه بخش جدا میذاشتید. خیلیها فکر میکنن فقط قیمت دستگاهه.
کامنت درستی مطرح کردید. هزینههایی مثل چیلر مناسب، لنز محافظ، فیلتر دود و حتی زیرساخت برق از مواردیه که باید قبل از خرید بررسی بشه. در بروزرسانی مقاله، این بخش با جزئیات اضافه میشه تا دید دقیقتری به خریداران داده بشه.