موسوعة معارف اللحام: مناقشة موجزة حول التصنيف
وعمليات اللحام بالليزر
في مجال الإنتاج الصناعي، يُستخدم اللحام بالليزر منذ فترة طويلة في مجالات الطيران والفضاء.اللحام عالي الدقةولحام المواد الخاصة. مع تطور الصناعة وتقدم التكنولوجيا، يُستخدم اللحام بالليزر بشكل متزايد في لحام المواد العادية. سنتناول اليوم تصنيف اللحام بالليزر. يُعد اللحام بالليزر طريقة لحام فعالة ودقيقة تستخدم شعاع ليزر عالي الكثافة كمصدر حراري لدمج المواد معًا. يتميز هذا النوع من اللحام بالعديد من المزايا، مثل سرعة اللحام العالية، والتشوه الطفيف، ومتطلبات بيئة اللحام المنخفضة، وكثافة الطاقة العالية، وعدم التأثر بالمجالات المغناطيسية، وعدم وجود قيود على المواد الموصلة، وعدم الحاجة إلى ظروف عمل فراغية، وعدم توليد الأشعة السينية أثناء عملية اللحام.
يمكن تصنيف اللحام بالليزر من وجهات نظر مختلفة:
- التصنيف حسب نمط طاقة خرج الليزر:
- اللحام بالليزر المستمر: يتم تشكيل شكل لحام مستمر وغير منقطع أثناء عملية اللحام.
- اللحام بالليزر النبضيبما أن الطاقة المُدخلة إلى سطح الجزء الملحوم متقطعة، فإن كل نبضة ضوئية تؤثر على سطح قطعة العمل الملحومة لتشكيل بقعة لحام دائرية. ويمكن الحصول على أشكال لحام مختلفة وفقًا لمعايير الليزر المختلفة.
- التصنيف حسب كثافة طاقة بقعة الليزر المركزة:
- لحام التوصيل الحراري بالليزر: كثافة الطاقة منخفضة نسبيًا، وعادةً ما تكون أقل من 10⁵ واط/سم². ينقل الليزر الطاقة إلى سطح قطعة العمل المراد لحامها، مسخنًا سطح المعدن إلى درجة حرارة تتراوح بين نقطة الانصهار ونقطة الغليان. تنتقل الحرارة إلى داخل المعدن عبر التوصيل الحراري لتشكيل لحام، وهو مشابه للحام التنجستن الخامل.اللحام بالغاز (TIG).
- لحام الاختراق العميق بالليزر (لحام الثقب المفتاحي): عندما تتجاوز كثافة طاقة الليزر المؤثرة على سطح المعدن 10⁵ واط/سم²، يعمل شعاع الليزر عالي الطاقة على سطح المعدن، مما يُسبب انصهارًا موضعيًا وتكوين "ثقب مفتاحي". يخترق شعاع الليزر داخل حوض المعدن المنصهر عبر هذا "الثقب المفتاحي" لتكوين اللحام.
- التصنيف حسب نمط التحكم:
- ماكينة لحام ليزر يدوية
- ماكينة لحام ليزر أوتوماتيكية
- ماكينة لحام ليزر جلفاني
- التصنيف حسب نوع الليزر:
- ماكينة لحام ليزر YAG
- ماكينة لحام ليزر أشباه الموصلات
- ماكينة لحام بالليزر الليفي
1. اللحام بالليزر الطائر
تجمع عملية اللحام بالليزر الطائر بين مزايا اللحام عن بعد، وأجهزة قياس الجلفانومتر، وأجهزة التلاعب، وهي مجهزة ببرامج معالجة رسومات احترافية لتحقيق اللحام الفوري متعدد المسارات في الفضاء ثلاثي الأبعاد.
التطبيقات الرئيسية:
يُستخدم هذا الأسلوب في منتجات مثل هياكل السيارات، والمقاعد، وقطع غيار السيارات الشائعة. أما من حيث المواد، فيمكن استخدامه مع مواد شائعة متنوعة مثل صفائح الصلب، والصفائح المدرفلة على البارد، وسبائك الألومنيوم، بالإضافة إلى المواد المركبة وسبائك الألومنيوم مثل سبائك المغنيسيوم.
★ المزايا:
- متوافق مع أي شكل من أشكال اللحام
- مناسب لأي اتجاه لحام
- توزيع اللحام/البقعة المحدد من قبل المستخدم
- توزيع الإجهاد الأمثل
- قادرة على اللحام النقطي عالي السرعة، ولحام التماس، ولحام التراكب، ولحام التناكبي، ولحام الزاوية، ولحام التداخل.
- مزامنة فورية بين رأس اللحام والروبوت لتسريع عملية اللحام بالليزر
- مساحة أرضية أصغر مطلوبة
- انخفاض تكاليف الصيانة والخدمات اللوجستية
2. اللحام الحلزوني بالليزر
هي طريقة لحام بالليزر تعتمد على تذبذب ليزر مزدوج، وتتحقق بتجهيز رأس اللحام بوحدة تذبذب خاصة. وهذا يسمح لبقعة الضوء المركزة بتشكيل لحام حلزوني أثناء حركة رأس اللحام.
التطبيقات الرئيسية:
لحام المفصلات، والمبادلات الحرارية، والمبادلات الحرارية الأنبوبية، ولحام الأنابيب السميكة في صناعة البترول والغاز الطبيعي، ولحام الفلنجات، ولحام سبائك الألومنيوم، إلخ.
★ المزايا:
- لحام أعرض
- قابلية تكرار المعالجة/استقرار العملية بدرجة عالية للغاية
- تشكيل لحام أفضل
- تبسيط عمليات ما بعد المعالجة وسطح أكثر نعومة لقطعة العمل الملحومة
- قدرة ممتازة على لحام سبائك الألومنيوم
3. اللحام بالليزر
يشير اللحام بالليزر إلى طريقة تستخدم معدن حشو ذي درجة انصهار أقل من درجة انصهار المعدن الأساسي. يُسخّن معدن الحشو إلى درجة حرارة أعلى من درجة انصهاره ولكنها أقل من درجة انصهار المعدن الأساسي. يبلل معدن الحشو السائل المعدن الأساسي، ويملأ فجوة الوصلة، وينتشر فيه لربط الأجزاء الملحومة.
التطبيقات الرئيسية:
لحام هياكل إطارات الألمنيوم، مثل وصلة السقف بالجدار الجانبي، والأبواب.
★ المزايا:
- يقلل من عيوب اللحام بالليزر النقي، مثل المسام والتشققات وفجوات التركيب المفرطة للمنتجات
- يحسن قوة اللحام ويحصل على خرزة لحام مثالية
- ينصهر معدن الحشو المستخدم في عملية اللحام فقط، بينما لا ينصهر المعدن الأساسي.
- تشوه طفيف في الوصلات الملحومة، ومظهر أملس وجميل، ومناسب للحام الدقيق، والمكونات المعقدة المصنوعة من مواد مختلفة
- منطقة صغيرة متأثرة بالحرارة وقوة ضغط عالية
4. اللحام باستخدام سلك الليزر
اللحام بسلك مملوء بالليزر هو أسلوب يستخدم معدن حشو من نفس مادة المعدن الأساسي أو مادة مشابهة لها. يتم صهر المعدن الأساسي ومعدن الحشو ثم تجميدهما لتشكيل اللحام.
التطبيقات الرئيسية:
لحام جميع الأجزاء الهيكلية لهياكل المركبات وقطع غيار السيارات.
★ المزايا:
- يقلل من عيوب اللحام بالليزر النقي، مثل المسام والشقوق.
- يحسن معدل تأهيل المنتجات الملحومة ويسمح بفجوات أكبر قليلاً بين المنتجات الملحومة
- ينصهر المعدن الأساسي أثناء اللحام، وتكون قوة اللحام أعلى من قوة المعدن الأساسي.
5. اللحام بالاهتزاز
يدمج هذا النظام وظائف تشكيل الشعاع وتتبع اللحام في نفس الجهاز من خلال نظام ALO3. ويمكن استخدام سلك الحشو كمستشعر ميكانيكي.
التطبيقات الرئيسية:
تُستخدم تقنية اللحام بالليزر للهياكل البيضاء، وخاصةً أغطية الأسقف وأغطية صندوق السيارة، بالإضافة إلى لحام قطع غيار السيارات. غالبًا ما تزيد تقلبات القطع وأخطاء التثبيت من صعوبة اللحام بالليزر بشكل كبير، مما يؤدي إلى صعوبة بالغة في ضبط عملية اللحام. مع ذلك، يُمكن للحام المتذبذب تعديل اتجاه اللحام بكفاءة. بفضل وظائف تتبع اللحام والتعويض التلقائي لطول البؤرة، يُمكن توجيه شعاع الليزر وتركيزه بسهولة، مما يُتيح تغيير الاتجاه، ويتميز بأتمتة عالية وسرعة لحام فائقة وكفاءة عالية، وبالتالي الحفاظ على جودة اللحام.
★ المزايا:
- تتبع اللحام لتحديد مسار اللحام لقطعة العمل في الوقت الفعلي
- يتم تعديل مسار اللحام بشكل تكيفي في الاتجاهات الثلاثة XYZ وفقًا لانحرافات قطعة العمل المختلفة للحصول على جودة لحام جيدة.
- يحسن معدل اتساق لحام المنتج
6. اللحام ثلاثي النقاط
تُضاف وحدة ثنائية النقاط إلى العدسة. أثناء اللحام، تقوم وحدة النقاط الثلاث في بصريات اللحام بتوزيع شعاع واحد إلى ثلاثة أشعة، مما يوفر حلاً للحام صفائح الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن ويجعل اللحام أكثر استواءً دون تشقق.
التطبيقات الرئيسية:
لحام الهياكل البيضاء المصنوعة من سبائك الألومنيوم، ولحام أغطية السقف وأغطية صندوق السيارة بالليزر، ولحام قطع غيار السيارات، إلخ.
★ المزايا:
- عملية لحام أكثر استقرارًا وموثوقية
- سرعة
- قوة أعلى
- جودة مظهر أفضل للحامات الصفائحية المجلفنة بالغمس الساخن
- عملية التنظيف عبر الإنترنت
- تعديل الطاقة الديناميكي
7. اللحام الهجين متعدد الأطوال الموجية
اللحام الهجين متعدد الأطوال الموجيةهي عملية لحام مبتكرة رائدة من شركة ليانينغ ليزر. تعتمد هذه العملية على دمج شعاعين ليزريين بأطوال موجية مختلفة، بحيث تتطابق محاور الشعاعين في الفضاء. يُستخدم الليزر ذو الطول الموجي الرئيسي في اللحام، بينما يُستخدم الليزر ذو الطول الموجي الثانوي في التسخين المسبق لسلك اللحام والمعدن الأساسي، مما يقلل من معدل تبريد المعدن المنصهر في حوض اللحام. وهي مناسبة بشكل خاص لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم والنحاس، وغيرها.
★ المزايا:
- يقلل من محتوى المسام
- يعزز استقرار خرزة اللحام ويزيد من كفاءة اللحام
- يخفف الإجهاد الحراري بفعالية، ويقلل من الشقوق، ويحسن قوة اللحام، ويحصل على خرزات لحام ذات مظهر موحد نسبيًا.
في الختام، لا تزال التقنيات والمعدات الأجنبية تحتل الصدارة في صناعة الليزر ككل. فهي متقدمة بشكل شامل في جميع الجوانب، بدءًا من أجهزة الليزر ووحدات المعالجة البصرية وصولًا إلى المعدات المساعدة كالمبردات ومقاييس الطاقة وأنظمة مراقبة اللحام وفحص ما بعد اللحام ومعايرات TCP. وتبذل الشركات المحلية قصارى جهدها للحاق بالركب. ومع ذلك، في مجال تطبيقات لحام الليزر، اقتربت الصين نسبيًا من المستوى العالمي المتقدم، حيث برز عدد من الشركات عالية الجودة التي حققت نتائج ممتازة.
تاريخ النشر: 5 سبتمبر 2025
