เบื่อการบิดงอของชิ้นงานจากการเชื่อมโลหะหรือไม่? นี่คือเหตุผลที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ครองตลาดการผลิตระดับสูง

เมื่อพูดถึงการเชื่อมโลหะ หลายคนยังคงนึกถึงภาพของการเชื่อมไฟฟ้าที่มีประกายไฟกระจายเต็มไปหมด ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ชิ้นส่วนเกิดการบิดงออย่างรุนแรงและรอยเชื่อมหยาบ แต่ยังยากที่จะตอบสนองความต้องการในการประมวลผลของชิ้นส่วนความแม่นยำสูง อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน, เทคโนโลยีการปั่นเลเซอร์ ได้กลายเป็นกระบวนการหลักมานานแล้วในสาขาต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมยานยนต์ การแพทย์ และการบินอวกาศ ด้วยข้อได้เปรียบในเรื่อง "การควบคุมอุณหภูมิอย่างแม่นยำ ประสิทธิภาพสูง และความเสียหายต่ำ" แต่แท้จริงแล้วมันสามารถก้าวข้ามข้อจำกัดของงานเชื่อมแบบดั้งเดิมได้อย่างไร? ควรเลือกใช้ อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์ อย่างไรให้เหมาะสมกับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน? วันนี้เราจะช่วยให้คุณเข้าใจ "ตรรกะหลัก" ของการเชื่อมด้วยเลเซอร์ และแนะนำแนวทางการเลือกอุปกรณ์ที่ตอบโจทย์ความต้องการที่หลากหลาย

หลักการพื้นฐานของการเชื่อมด้วยเลเซอร์: การใช้ลำแสงเป็น "หัวเชื่อม"

หลักการทำงานหลักของ การเชื่อมเลเซอร์ ไม่ซับซ้อนนัก โดยสรุปคือใช้ลำแสงเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง (มีความหนาแน่นของพลังงานสูงถึง 105∼107W/cm2) เป็นแหล่งความร้อน ลำแสงเลเซอร์จะถูกโฟกัสลงบนพื้นผิวโลหะ ทำให้บริเวณดังกล่าวร้อนจัดจนละลายทันที เกิดเป็นแอ่งหลอมเหลว เมื่อลำแสงเลเซอร์เคลื่อนผ่านไป แอ่งหลอมเหลวนี้จะเย็นตัวและแข็งตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้โลหะสองชิ้นเกิดการยึดเกาะกันทางเมทัลลูร์จิคัลที่มีความแข็งแรง

เมื่อเทียบกับการเชื่อมอาร์กแบบดั้งเดิมและการเชื่อมด้วยแก๊ส ข้อได้เปรียบของวิธีนี้ค่อนข้างโดดเด่น พื้นที่ที่ได้รับความร้อนมีขนาดเล็กมาก และสามารถควบคุมการเปลี่ยนรูปของชิ้นส่วนให้อยู่ในช่วงไม่เกิน 0.1 มม. ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการความแม่นยำสูง ประสิทธิภาพการเชื่อมสูงกว่ากระบวนการแบบดั้งเดิมถึง 3 - 5 เท่า ตัวอย่างเช่น เมื่อทำการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมหนา 2 มม. ด้วยเลเซอร์กำลัง 2 กิโลวัตต์ ความเร็วในการเชื่อมสามารถสูงถึง 3.5 เมตร/นาที แม้แต่วัสดุที่เชื่อมยาก เช่น โลหะผสมไทเทเนียม อลูมิเนียม และซูเปอร์อัลลอย ก็สามารถจัดการได้อย่างง่ายดายด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์ นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อโลหะต่างชนิดกันได้อย่างมั่นคง เช่น ทองแดง-เหล็ก และอลูมิเนียม-เหล็ก ซึ่งเป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้วิธีนี้สามารถแทรกซึมเข้าสู่ภาคการผลิตระดับสูงได้อย่างรวดเร็ว

การเลือกอุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์: การจับคู่กับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่ 'ใช้ได้ทั่วไป' อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ต่างๆ การเลือกอุปกรณ์ที่เหมาะสมไม่เพียงแต่ช่วยรับประกันคุณภาพ แต่ยังช่วยหลีกเลี่ยงการสิ้นเปลืองต้นทุนได้ ปัจจุบันมีเลเซอร์สามประเภทหลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ได้แก่ เลเซอร์ CO2 เลเซอร์สถานะของแข็ง YAG , และ เลเซอร์ไฟเบอร์ .

อุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ CO2 เน้นการเชื่อมแผ่นขนาดกลางถึงหนา มีความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา 10.6 ไมครอน และกำลังพลังงานสูงสุดถึง 20 กิโลวัตต์ สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างเหล็กคาร์บอนและเหล็กสเตนเลสที่มีความหนา 3-20 มม. ในอุตสาหกรรมการต่อเรือและเครื่องจักรก่อสร้าง สามารถทำการเชื่อมแบบผ่านหนึ่งครั้งให้เจาะลึกทั้งหมดได้ โดยมีอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างของรอยเชื่อมเป็น 5:1 เครื่องเชื่อมเลเซอร์ CO2 ระดับอุตสาหกรรม ที่เราจำหน่ายมาพร้อมกับแท่นทำงานระบบ CNC สามารถรองรับการประมวลผลชิ้นงานขนาดใหญ่ได้ถึง 6x2.5 เมตร และสามารถตรวจสอบตำแหน่งจุดโฟกัสแบบเรียลไทม์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเฟรมรถยนต์และภาชนะความดันในปริมาณมาก

อุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์สถานะของแข็ง YAG เป็น "ผู้เชี่ยวชาญ" ด้านชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ต้องการความแม่นยำสูง โดยมีความยาวคลื่น 1.06μm ซึ่งสามารถส่งผ่านเส้นใยแก้วนำแสงได้ สามารถเชื่อมลวดสแตนเลสที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.1 มม. ได้ และความแม่นยำของจุดเชื่อมสามารถอยู่ในระดับ ±0.01 มม. เครื่องของเรา เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบจุดพกพา YAG มีขนาดเล็ก เหมาะสำหรับงานซ่อมบำรุงอุปกรณ์ทางการแพทย์และการซ่อมแซมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ และยังสามารถจัดการกับขั้วต่อขนาดเล็กบนเมนบอร์ดโทรศัพท์มือถือได้อีกด้วย

อุปกรณ์เชื่อมไฟเบอร์เลเซอร์ เก่งในการจัดการวัสดุที่มีค่าสะท้อนสูง เช่น อลูมิเนียมอัลลอยและทองแดง มีคุณภาพลำแสงที่ดี (มีค่า M2 ใกล้เคียงกับ 1) เมื่อทำการเชื่อมอลูมิเนียมอัลลอยที่หนา 3 มม. จะไม่มีรูอากาศเกิดขึ้น เมื่อติดตั้งกับหุ่นยนต์ สามารถทำการเชื่อมแบบ 3 มิติได้ ระบบเลเซอร์เชื่อมไฟเบอร์กำลังสูง 1 - 6 กิโลวัตต์ ของเราได้ถูกนำไปใช้งานอย่างแพร่หลายในสายการผลิตถาดแบตเตอรี่ยานยนต์พลังงานใหม่เป็นจำนวนมาก ด้วยประสิทธิภาพสูงและอัตราการเสียหายต่ำ

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ในชีวิตประจำวันและเกณฑ์การเลือกอุปกรณ์

ปัจจุบัน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้ถูกผสานเข้ากับชีวิตของเราอย่างยาวนาน และได้รับการสนับสนุนจากเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในเบื้องหลัง อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์ ในอุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและแผ่นเหล็กชุบสังกะสีความแข็งแรงสูงที่ใช้สำหรับโครงรถต้องอาศัยอุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ CO2 เพื่อให้ได้ความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา ในด้านการแพทย์ เปลือกโลหะผสมไทเทเนียมของอุปกรณ์ฝังฟันและเครื่องกระตุ้นหัวใจต้องใช้ อุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ YAG เพื่อให้มั่นใจว่า "ไม่บิดเบี้ยวและไม่มีมลภาวะ" ในด้านการบินและอวกาศ แผ่นแปลนตรงกลางของเครื่องบินขนาดใหญ่ C919 ของจีน และใบพัดเทอร์ไบน์ของเครื่องยนต์เจ็ท ต้องพึ่งพาอุปกรณ์การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูง เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันสูง

เมื่อเลือกอุปกรณ์ ไม่จำเป็นต้องแข่งขันกันเลือกกำลังสูงอย่างมืดบอด สิ่งสำคัญอยู่ที่สามด้าน ได้แก่ การเลือกกำลังให้เหมาะสมกับความหนาของวัสดุ (1 - 2 กิโลวัตต์ สำหรับแผ่นบาง, 3 - 6 กิโลวัตต์ สำหรับแผ่นกลางและหนา และมากกว่า 10 กิโลวัตต์ สำหรับแผ่นหนามาก), การเลือกคุณภาพลำแสงให้เหมาะสมกับข้อกำหนดด้านความแม่นยำ (M2<1.5 สำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำสูง และ M2<3 สำหรับชิ้นส่วนทั่วไป), และการจัดระบบที่เป็นระบบอัตโนมัติให้สอดคล้องกับรูปแบบการผลิต (อุปกรณ์ชุดเต็ม CNC สำหรับการผลิตจำนวนมาก และอุปกรณ์พกพาสำหรับงานซ่อมบำรุงเป็นชุดเล็กๆ) ตัวอย่างเช่น เครื่องเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 2 กิโลวัตต์ เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือนจากสแตนเลส ในขณะที่ระบบเชื่อมเลเซอร์ไฟเบอร์ 6 กิโลวัตต์ พร้อมแพลตฟอร์ม CNC 3 มิติ เหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนอากาศยาน

แนวโน้มการพัฒนาในอนาคตของเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์

ด้วยการอัพเกรดเทคโนโลยี การเชื่อมด้วยเลเซอร์ยังคงพัฒนาไปในทิศทางที่ฉลาดขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น "การเชื่อมแบบผสมผสานระหว่างเลเซอร์กับอาร์ก" สามารถเพิ่มความลึกของการเจาะทะลุ และลดข้อกำหนดในการติดตั้งให้แม่นยำสูง "อุปกรณ์ตรวจสอบด้วยภาพจากปัญญาประดิษฐ์ (AI)" สามารถปรับค่าพารามิเตอร์แบบเรียลไทม์ และลดการแทรกแซงของมนุษย์ ในอนาคต เมื่อต้นทุนของ อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์ ลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป มันจะไม่เพียงแต่ยังคงเสริมสร้างบทบาทในภาคการผลิตระดับสูงเท่านั้น แต่ยังจะเข้าสู่องค์กรขนาดกลางและขนาดย่อมเพิ่มมากขึ้น ทำให้เปลี่ยนแปลงรูปแบบการเชื่อมแบบเดิมที่ใช้ทรัพยากรอย่างสิ้นเปลืองไปโดยสิ้นเชิง หากคุณยังลังเลเกี่ยวกับการเลือกอุปกรณ์ กรุณาติดต่อเราได้ทุกเมื่อ เรามีบริการจัดทำโซลูชันการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบเฉพาะตามความต้องการของคุณ พร้อมสนับสนุนครบวงจรตั้งแต่การเลือกอุปกรณ์ ไปจนถึงการฝึกอบรมหลังการขาย ช่วยคุณแก้ปัญหาการผลิต และยกระดับความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ด้วยอุปกรณ์ที่เหมาะสม

​