מכונת ריתוך בלייזר היא סוג חדש של שיטת ריתוך שיכולה לרתך חומרים דקים וחלקים מדויקים. תהליך ריתוך הלייזר משתמש בפולסי לייזר בעלי אנרגיה גבוהה לחימום מקומי של אזורים זעירים של חומר, והאנרגיה מקרינת הלייזר מתפזרת אל פנים החומר באמצעות הולכת חום, ובכך ממיסה את החומר לבריכה מותכת ספציפית.
מכונת ריתוך לייזר ידועה גם כמכונת ריתוך לייזר סיבים ומכונת ריתוך לייזר דופק. למרות שהוא פשוט לתפעול, עדיין ישנם כמה גורמים שיכולים להשפיע על איכות ריתוך הלייזר. כיצד לשלוט בגורמים אלה בתהליך ריתוך לייזר מתמשך במהירות גבוהה בטווח הנכון כדי להבטיח את איכות הריתוך. מאמר זה יספק לך התייחסות מסוימת.
איכות ציוד ריתוך לייזר
דפוס האלומה, הספק הפלט והיציבות הם ההיבטים החשובים ביותר באיכות של מכונת ריתוך לייזר. מצב האלומה הוא אינדיקטור חשוב לאיכות האלומה. ככל שסדר מצב האלומה נמוך יותר, כך ביצועי מיקוד האלומה טובים יותר. ככל שהנקודה קטנה יותר, כך צפיפות ההספק גדולה יותר ועומק הריתוך והרוחב גדולים יותר באותה הספק לייזר.
במערכת האופטית עדשת המיקוד היא גורם חשוב באיכות הריתוך. אורך המוקד הוא בדרך כלל בין 127 מ"מ (5 אינץ') ל-200 מ"מ (7.9 אינץ'). אורכי מוקד קטנים יותר עוזרים להקטין את קוטר נקודת המותן של קרן המיקוד, אך אורך מוקד קטן מדי נוטה לגרום לזיהום ריתוך ולנתזים.
תנאי עבודה
ריתוך בלייזר הוא עיבוד הקצוות של חומר העבודה, המחייב שהפער בין חלקי העבודה לא יהיה גדול מדי. רווח כללי של מכלול קת הפלטה וסטיית מפרק הקצה הנקודתי לא צריך להיות גדול מ-{{0}}.1 מ"מ, חוסר היישור לא צריך להיות גדול מ-0.2 מ"מ. בייצור בפועל, טכנולוגיית ריתוך לייזר אינה יכולה לעמוד בדרישות אלה. על מנת להשיג תוצאות ריתוך טובות, יש לשלוט בכמות המותרת של מרווח התחת ומרווח הברכיים בתוך 10 אחוזים מעובי הצלחת הדקה.
ריתוך לייזר מוצלח מצריך מגע הדוק בין החלקים המרותכים, מה שמצריך קיבוע הדוק קפדני של החומר כדי להשיג תוצאות ריתוך טובות.
פרמטרים של ריתוך בלייזר
כאשר מהירות הריתוך גבוהה מדי, לא ניתן לשמור על תהליך ריתוך נמס עמוק יציב בגלל כניסת החום הקטנה. בפועל, יש להשתמש בריתוך היתוך עמוק יציב או ריתוך הולכת חום יציב בהתאם לדרישות החדירה של חומר העבודה המרותך, ולהימנע מריתוך במצב לא יציב.
בטווח היציב של ריתוך היתוך עמוק, ככל שעוצמת הלייזר גבוהה יותר, כך עומק ההיתוך גדול יותר; ככל שמהירות הריתוך גבוהה יותר, כך עומק החדירה רדוד יותר.
גז המיגון הנפוץ בשימוש במכונות ריתוך לייזר הוא ארגון או הליום. אם דרישות איכות הריתוך אינן גבוהות, ניתן להשתמש גם בחנקן. באותם תנאים, להליום יש פחות נטייה לייצר פלזמה מאשר לארגון, ולכן ניתן להשיג חדירה גדולה יותר. בטווח מסוים, ככל שזרימת גז המגן עולה, הנטייה לדיכוי הפלזמה עולה, כך שכמות החדירה עולה, אך עולה לטווח מסוים נוטה להתייצב.
בפיתוח מתמשך של טכנולוגיית לייזר, היישום של מכונות ריתוך לייזר כדי לענות על צורכי הייצור של תחומים שונים. בתהליך ריתוך בלייזר, על מנת לקבל חומר מרותך מוצלח, יש צורך מצד אחד לרכוש ציוד ריתוך לייזר איכותי ויציב במיוחד, ויש לתחזק אותו באופן שוטף לשמירה על ניקיון הציוד. מצד שני, יש צורך להגדיר את פרמטרי הריתוך הנכונים בהתאם לסוג חומר העבודה על מנת לקבל תוצאת ריתוך טובה.
