مناقشة موجزة حول اللحام الهجين بالليزر عالي الطاقة

مع تزايد الطلب على الكفاءة والراحة والأتمتة في الصناعات التحويلية، برز مفهوم الليزر وانتشر استخدامه بسرعة في مختلف المجالات، ومنها لحام الليزر. تقدم هذه المقالة نظرة شاملة على المبادئ الأساسية ومزايا لحام الليزر الهجين، بالإضافة إلى تطبيقاته في مختلف الصناعات وآفاق تطويره، مع إبراز تفوقه في لحام الصفائح السميكة.

اللحام الهجين بالليزرهواللحام بالليزرطريقة تجمع بين شعاع الليزر والقوس الكهربائي في اللحام. يُظهر التأثير الهجين تحسناً ملحوظاً في سرعة اللحام وعمق الاختراق واستقرار العملية. منذ أواخر ثمانينيات القرن الماضي، ساهم التطور المستمر لأجهزة الليزر عالية الطاقة في تطوير تقنية اللحام الهجين بالليزر، مما جعل مسائل مثل سُمك المادة وانعكاسيتها وقدرة سد الفجوات غير عائق. وقد استُخدمت هذه التقنية بنجاح في لحام أجزاء من مواد متوسطة السُمك.

1. تقنية اللحام الهجين بالليزر

1.1 خصائصاللحام الهجين بالليزر

في عملية اللحام الهجين بالليزر، يتفاعل شعاع الليزر والقوس الكهربائي في حوض منصهر مشترك (كما هو موضح في الصورة)، ويؤدي تآزرهما إلى إنشاء لحامات عميقة وضيقة، مما يزيد من الإنتاجية.

حلول عملية اللحام الهجين بقوس الليزر

1.2 المبادئ الأساسية لـاللحام الهجين بالليزر

اللحام بالليزرتُعرف هذه التقنية بمنطقة تأثرها الحراري الضيقة جدًا، ويمكن تركيز شعاع الليزر فيها على مساحة صغيرة لإنتاج لحام دقيق وعميق. كما أنها تُتيح سرعات لحام أعلى، مما يُقلل من مدخلات الحرارة وتكاليف اللحام. مع ذلك، هناك احتمال ضئيل لحدوث تشوه حراري في الأجزاء.اللحام بالليزرتتمتع بقدرات ضعيفة على سد الفجوات، وبالتالي تتطلب دقة عالية في تجميع قطعة العمل وإعداد الحواف.اللحام بالليزريُعدّ اللحام بالقوس الكهربائي صعبًا للغاية بالنسبة للمواد ذات الانعكاسية العالية مثل الألومنيوم والنحاس والذهب. في المقابل، يتميز اللحام بالقوس الكهربائي بقدرة فائقة على سدّ الفجوات، وكفاءة كهربائية عالية، ويمكنه لحام المواد ذات الانعكاسية العالية بفعالية. مع ذلك، فإن انخفاض كثافة الطاقة أثناء اللحام بالقوس الكهربائي يُبطئ العملية، مما يؤدي إلى زيادة الحرارة المُدخلة في منطقة اللحام، مُسببًا تشوهًا حراريًا للأجزاء الملحومة. لذلك، يُنصح باستخدام...ليزر عالي الطاقةشعاع للحام الاختراق العميق مع استخدام قوس عالي الكفاءة في استخدام الطاقة للحام بشكل تآزري، يعوض التأثير الهجين عن أوجه القصور في العملية ويكمل مزاياها.

نمط تشكيل اللحامات أثناء

1.3 مزايا عملية اللحام الهجين بالليزر

عيوباللحام بالليزرتتميز اللحام بالقوس الكهربائي بقدرة ضعيفة على سد الفجوات ومتطلبات عالية لتجميع قطعة العمل؛ ومن عيوبه انخفاض كثافة الطاقة وعمق الاختراق عند لحام الصفائح السميكة، مما يُولّد كمية كبيرة من الحرارة في منطقة اللحام، الأمر الذي يُسبب تلفًا حراريًا للأجزاء الملحومة وتشوهًا. يُمكن للجمع بين اللحام بالليزر واللحام بالقوس الكهربائي أن يُعزز كل منهما الآخر ويُكمله، مُعوضًا بذلك أوجه القصور في كل عملية لحام، ومُستغلًا مزايا كليهما لتحقيق كفاءة عالية في استهلاك الطاقة، وتقليل تشوه اللحام، وزيادة سرعة اللحام، ورفع قوة اللحام.

مخطط عملية اللحام الهجين بالليزر

2.1MAVEN هيكل اللحام الهجين بالليزر

تطبيقات وتطوير صناعة اللحام الهجين بالليزر

3.1 الصناعات التطبيقية

مع التطور التدريجي لتقنية الليزر عالي الطاقة، انتشر استخدام اللحام الهجين بالليزر على نطاق واسع في مختلف المجالات. يتميز هذا النوع من اللحام بكفاءة عالية، وتفاوت أكبر في الفجوات، وعمق اختراق أكبر، مما يجعله الخيار الأمثل للحام الصفائح المتوسطة والسميكة. كما يُعدّ بديلاً فعالاً للحام التقليدي في مجال تصنيع المعدات الضخمة، وهو مناسب لآلات البناء، والجسور، والحاويات، وخطوط الأنابيب، والسفن، والهياكل الفولاذية، والصناعات الثقيلة، وغيرها من المجالات الصناعية.

3.2 اتجاه التنمية

الصينوهي منتج رئيسي لـمعدات الليزرفي عام 2021، سيتجاوز إنتاج صناعة معدات الليزر في بلادي 200 ألف وحدة. ومن بينها، تُشكّل معدات لحام الليزر حوالي 27.3% من سوق معدات الليزر، وتُعدّ من المعدات الرئيسية في السوق. يُعدّ اللحام الهجين بالليزر أحد أنواع معدات لحام الليزر الحديثة. ومع استمرار تزايد الطلب على لحام الصفائح متوسطة السماكة في مختلف الصناعات، يستمر سوق الطلب على اللحام الهجين بالليزر في التوسع. وتواصل الشركات الابتكار في التكنولوجيا، والكفاءات، والتطبيقات، وغيرها، مما يُعزز الاستبدال. ومع وتيرة استيراد معدات اللحام الهجين بالليزر عالية الطاقة، يتجه التطور نحو الاستبدال المحلي.اللحام الهجين بالليزر عالي الطاقةأصبح الأمر أكثر وضوحاً.