ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการเชื่อมอาร์กไฮบริดด้วยเลเซอร์กำลังสูง

การเชื่อมไฮบริดอาร์คด้วยเลเซอร์g เป็นวิธีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ที่ผสมผสานลำแสงเลเซอร์และส่วนโค้งสำหรับการเชื่อม การผสมผสานระหว่างลำแสงเลเซอร์และส่วนโค้งแสดงให้เห็นการปรับปรุงที่สำคัญในด้านความเร็วการเชื่อม ความลึกของการเจาะ และความเสถียรของกระบวนการ นับตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 การพัฒนาเลเซอร์กำลังสูงอย่างต่อเนื่องได้ส่งเสริมการพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมอาร์กไฮบริดด้วยเลเซอร์ ปัญหาต่างๆ เช่น ความหนาของวัสดุ การสะท้อนของวัสดุ และความสามารถในการเชื่อมช่องว่าง ไม่เป็นอุปสรรคต่อเทคโนโลยีการเชื่อมอีกต่อไป ถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการเชื่อมชิ้นส่วนวัสดุที่มีความหนาปานกลาง

เทคโนโลยีการเชื่อมแบบไฮบริดอาร์คด้วยเลเซอร์

ในกระบวนการเชื่อมแบบไฮบริดอาร์กด้วยเลเซอร์ ลำแสงเลเซอร์และส่วนโค้งจะทำงานร่วมกันในสระหลอมเหลวทั่วไปเพื่อสร้างรอยเชื่อมที่แคบและลึก ดังนั้นจึงปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ดังแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 โครงร่างกระบวนการเชื่อมแบบไฮบริดอาร์คด้วยเลเซอร์

หลักการพื้นฐานของการเชื่อมเลเซอร์อาร์คไฮบริด

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นที่รู้จักในด้านโซนรับความร้อนที่แคบมาก และลำแสงเลเซอร์สามารถเน้นไปที่พื้นที่ขนาดเล็กเพื่อสร้างการเชื่อมที่แคบและลึก ซึ่งสามารถบรรลุความเร็วในการเชื่อมที่สูงขึ้น จึงช่วยลดการป้อนความร้อนและลดโอกาสที่จะเกิดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของ ชิ้นส่วนเชื่อม อย่างไรก็ตาม การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความสามารถในการเชื่อมช่องว่างได้ไม่ดี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีความแม่นยำสูงในการประกอบชิ้นงานและการเตรียมขอบ การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเรื่องยากมากสำหรับการเชื่อมวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูง เช่น อลูมิเนียม ทองแดง และทอง ในทางตรงกันข้าม กระบวนการเชื่อมอาร์กมีความสามารถในการเชื่อมช่องว่างที่ดีเยี่ยม ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูง และสามารถเชื่อมวัสดุที่มีการสะท้อนแสงสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของพลังงานต่ำในระหว่างการเชื่อมอาร์กจะทำให้กระบวนการเชื่อมช้าลง ส่งผลให้เกิดความร้อนจำนวนมากในพื้นที่การเชื่อม และทำให้ชิ้นส่วนที่เชื่อมเสียรูปเนื่องจากความร้อน ดังนั้น การใช้ลำแสงเลเซอร์กำลังสูงสำหรับการเชื่อมแบบเจาะลึกและการทำงานร่วมกันของส่วนโค้งที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูง ผลแบบไฮบริดที่ชดเชยข้อบกพร่องของกระบวนการและเสริมข้อดีของกระบวนการ ดังแสดงในรูปที่ 2

ข้อเสียของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือความสามารถในการเชื่อมช่องว่างที่ไม่ดีและมีข้อกำหนดสูงในการประกอบชิ้นงาน ข้อเสียของการเชื่อมอาร์คคือความหนาแน่นของพลังงานต่ำและความลึกของการหลอมตื้นเมื่อเชื่อมแผ่นหนาซึ่งสร้างความร้อนจำนวนมากในพื้นที่การเชื่อมและทำให้เกิดการเสียรูปเนื่องจากความร้อนของชิ้นส่วนที่เชื่อม การรวมกันของทั้งสองสามารถมีอิทธิพลและสนับสนุนซึ่งกันและกันและชดเชยข้อบกพร่องของกระบวนการเชื่อมของกันและกัน ทำให้ได้ข้อดีของการหลอมละลายด้วยเลเซอร์และฝาครอบการเชื่อมอาร์กอย่างเต็มที่ บรรลุข้อดีของการป้อนความร้อนเล็กน้อย การเสียรูปของการเชื่อมเล็กน้อย ความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็วและความแข็งแรงในการเชื่อมสูง ดังแสดงในรูปที่ 3 การเปรียบเทียบผลกระทบของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ การเชื่อมอาร์ก และการเชื่อมอาร์กไฮบริดด้วยเลเซอร์บนแผ่นขนาดกลางและหนา แสดงไว้ในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบผลการเชื่อมของแผ่นเพลทขนาดกลางและหนา

รูปที่ 3 แผนภาพกระบวนการเชื่อมแบบไฮบริดอาร์คด้วยเลเซอร์

กล่องเชื่อมไฮบริด Mavenlaser arc

อุปกรณ์การเชื่อมแบบไฮบริด Mavenlaser arc ส่วนใหญ่ประกอบด้วยแขนหุ่นยนต์,เลเซอร์,เครื่องทำความเย็น,กหัวเชื่อม, แหล่งพลังงานการเชื่อมอาร์ก ฯลฯ ดังแสดงในรูปที่ 4

ขอบเขตการใช้งานและแนวโน้มการพัฒนาของการเชื่อมอาร์กไฮบริดด้วยเลเซอร์

ฟิลด์แอปพลิเคชัน

เมื่อเทคโนโลยีเลเซอร์กำลังสูงเติบโตขึ้น การเชื่อมอาร์กไฮบริดด้วยเลเซอร์จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ มีข้อดีคือประสิทธิภาพการเชื่อมสูง ความทนทานต่อช่องว่างสูง และการเจาะทะลุลึก เป็นวิธีการเชื่อมที่แนะนำสำหรับแผ่นเพลทขนาดกลางและหนา นอกจากนี้ยังเป็นวิธีการเชื่อมที่สามารถทดแทนการเชื่อมแบบเดิมในด้านการผลิตอุปกรณ์ขนาดใหญ่ได้ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาอุตสาหกรรม เช่น เครื่องจักรวิศวกรรม สะพาน ตู้คอนเทนเนอร์ ท่อ เรือ โครงสร้างเหล็ก และอุตสาหกรรมหนัก