เชื่อมเลเซอร์

ความท้าทายและแนวทางแก้ไขสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดง

ความท้าทายและวิธีแก้ปัญหาสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดง | เลเซอร์ไชน่า

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคนิคการผลิตขั้นสูงที่ให้ความแม่นยำและมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เมื่อพูดถึงทองแดง กระบวนการนี้เต็มไปด้วยความท้าทายเนื่องจากคุณสมบัติโดยธรรมชาติของโลหะ อัตราการดูดซับที่ต่ำของทองแดงสำหรับเลเซอร์ใกล้อินฟราเรดที่อุณหภูมิห้อง ค่าการนำความร้อนสูง และอัตราการดูดซับที่ผันผวนทำให้เกิดอุปสรรคสำคัญ ในบล็อกโพสต์นี้ เราจะเจาะลึกถึงปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดง ข้อบกพร่องที่เกิดจากความท้าทายเหล่านี้ และข้อมูลเชิงลึกจาก เลเซอร์ไชน่า วิศวกรเกี่ยวกับวิธีการแก้ไขปัญหาเหล่านี้

การนำความร้อนสูงและการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว

การนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของทองแดงที่ 401 W/(m*K) ไม่เพียงช่วยให้กระจายความร้อนได้อย่างรวดเร็ว แต่ยังทำให้กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความซับซ้อนอีกด้วย ซึ่งหมายความว่าเมื่อใช้ลำแสงเลเซอร์กับทองแดง พลังงานส่วนใหญ่จะสูญเสียไปเพื่อการทำความเย็นแทนที่จะส่งผลต่อความลึกในการเชื่อม ตัวอย่างเช่น ด้วยอินพุต 1000W ทองแดงอาจกระจายไป 400W เหลือเพียง 600W สำหรับการเชื่อม เมื่อเทียบกับเหล็กยึด 920W เพื่อให้บรรลุความลึกของการหลอมที่เทียบเคียงได้ ทองแดงต้องใช้พลังงานเลเซอร์มากกว่าสองเท่าที่จำเป็นสำหรับอะลูมิเนียม และมากกว่าห้าเท่าสำหรับเหล็กกล้า การนำความร้อนสูงส่งผลให้เกิดข้อบกพร่องในการเชื่อมหลายประการ รวมถึงการหลอมเหลวและลักษณะหยาบในระดับมหภาค และโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดใหญ่พร้อมประสิทธิภาพลดลงในระดับไมโคร วิศวกรแนะนำว่าในขณะที่การให้ความร้อนล่วงหน้ามักจำเป็นสำหรับกระบวนการเชื่อมที่มีความหนาแน่นต่ำ เช่น การเชื่อมอาร์ค แต่กระบวนการที่มีความหนาแน่นสูง เช่น การเชื่อมด้วยเลเซอร์ ต้องใช้พลังงานที่สูงกว่าเพื่อรักษาเสถียรภาพ

การสะท้อนแสงสูงและอัตราการดูดซับต่ำ

การสะท้อนแสงสูงและอัตราการดูดกลืนแสงเลเซอร์อินฟราเรดต่ำของทองแดงถือเป็นอุปสรรคอีกประการหนึ่ง การใช้ไฟเบอร์เลเซอร์อย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงความยาวคลื่น 1030-1080 นาโนเมตร ส่งผลให้เลเซอร์ที่ตกกระทบเพียงประมาณ 3% ถูกทองแดงดูดซับที่อุณหภูมิห้อง ประสิทธิภาพต่ำนี้จำเป็นต้องใช้เลเซอร์กำลังสูงเพื่อการเชื่อมที่มีประสิทธิภาพ ส่งผลให้ความไม่เสถียรในระหว่างกระบวนการเชื่อมรุนแรงขึ้น กลยุทธ์ในการเอาชนะสิ่งนี้ ได้แก่ การปรับพารามิเตอร์เลเซอร์ให้เหมาะสมและสำรวจความยาวคลื่นต่างๆ ที่อาจโต้ตอบกับทองแดงได้ดีกว่า

ความท้าทายและวิธีแก้ปัญหาสำหรับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดง | เลเซอร์ไชน่า

อัตราการดูดซึมแบบแปรผัน

อัตราการดูดซึมของทองแดงจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างกระบวนการเชื่อม ซึ่งจะทำให้การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีความซับซ้อนมากขึ้น ที่อุณหภูมิห้อง ทองแดงแข็งมีอัตราการดูดซับเริ่มต้นประมาณ 3% และค่อยๆ เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 8% ที่ 1250K ซึ่งเพิ่มขึ้นเพียง 5% อย่างไรก็ตาม ในช่วงอุณหภูมิแคบๆ ที่ 1250-1350K อัตราการดูดกลืนแสงจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 15% และค่าการนำความร้อนลดลงอย่างรวดเร็วจาก 330 W/(mK) เป็นประมาณ 160 W/(mK) การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่นี้ส่งผลให้เกิดการสะสมความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก นำไปสู่ข้อบกพร่อง เช่น สะเก็ดกระเด็นและความพรุน วิศวกรเน้นย้ำถึงความสำคัญของการควบคุมแบบเรียลไทม์เพื่อจัดการความผันผวนและปรับปรุงคุณภาพการเชื่อม

สรุป

การเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดงถือเป็นความท้าทายที่ต้องใช้แนวทางพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมมีคุณภาพสูง ค่าการนำความร้อนสูง การสะท้อนแสงสูง และอัตราการดูดซับที่ผันผวนอย่างมีนัยสำคัญ จำเป็นต้องใช้กำลังเลเซอร์ที่สูงขึ้น และการควบคุมพารามิเตอร์การเชื่อมอย่างระมัดระวัง ด้วยการทำความเข้าใจความท้าทายเหล่านี้และนำโซลูชันที่วิศวกรมอบให้ ผู้ผลิตสามารถเอาชนะอุปสรรคที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยทองแดง และบรรลุผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพ ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้า การเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมในอุปกรณ์และเทคนิคเลเซอร์จะยังคงเพิ่มขีดความสามารถในการเชื่อมทองแดงในการใช้งานทางอุตสาหกรรมต่างๆ

ติดต่อเพื่อขอโซลูชั่นเลเซอร์

ด้วยความเชี่ยวชาญด้านเลเซอร์มากว่าสองทศวรรษและผลิตภัณฑ์ที่ครอบคลุมซึ่งครอบคลุมส่วนประกอบแต่ละชิ้นจนถึงเครื่องจักรที่สมบูรณ์ จึงเป็นพันธมิตรที่ดีที่สุดของคุณในการจัดการกับข้อกำหนดทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับเลเซอร์ของคุณ

กระทู้ที่เกี่ยวข้อง

เขียนความเห็น

ที่อยู่อีเมลของคุณจะไม่ถูกเผยแพร่ ช่องที่ต้องการถูกทำเครื่องหมาย *