Ano ang mga limitasyon ng mga makina sa pagwelding gamit ang laser?

Ang mga makina sa pagwelding gamit ang laser ay isang uri ng kagamitang pang-proseso na gumagamit ng mataas na densidad na sinag ng laser upang maisakatuparan ang pagsali ng mga materyales. Dahil sa nakapokus na enerhiya, mapanatiling input ng init, at matatag na hugis ng weld, malawakang ginagamit ang mga ito sa pagsali ng mga metal na bahagi ng istruktura at mga eksaktong komponente. Sa praktikal na aplikasyon, nagbibigay ang pagwelding gamit ang laser ng malaking kalamangan ngunit mayroon ding ilang mga limitasyon.

I. Mga Kalamangan ng Pagwelding Gamit ang Laser
1. Mataas na enerhiyang densidad

Ang sinag ng laser ay may mataas na density ng kapangyarihan, na maaaring makabuo ng isang biglang pool ng tinunaw sa isang lokal na lugar upang makamit ang malalim na pagsali o pagsali sa pamamagitan ng konduksyon. Ito ay angkop para sa mga workpiece na nangangailangan ng mahigpit na kontrol sa heat-affected zone.

2. Mababang Init na Ipinasok at Minimang Deformasyon

Ang pagwewelding gamit ang laser ay may mababang kabuuang init na ipinasok at makitid na heat-affected zone (HAZ), kaya nababawasan ang pagdeform ng workpiece at angkop ito para sa manipis na bahagi at mga precision component.

3. Mataas na Bilis ng Pagwelding

Ang pagwewelding gamit ang laser ay nag-aalok ng mataas na bilis ng pagwelding, na angkop para sa automated production lines at nagpapataas ng kahusayan sa produksyon.

4. Mataas na Kalidad ng Welding

Ang weld ay makitid, may mataas na ratio ng lalim sa lapad, at nagpapakita ng pare-parehong penetration, na nakakatugon sa mga pangangailangan ng mga weld joint na may mataas na lakas.

5. Non-contact na Proseso

Ang welding head ay hindi kailangang tumama sa workpiece habang nagwewelding, kaya ito angkop para sa mga kumplikadong istruktura o mga weld joint na mahirap abutin.

II. Mga Limitasyon ng mga Laser Welding Machine
1. Mataas na Pangangailangan para sa Katiyakan ng Pagkakahabi

Ang sinag ng laser ay may maliit na sukat ng tuldok at sensitibo sa puwang ng welding, katiyakan ng posisyon, at dimensyonal na pasensya. Ang labis na puwang ay maaaring magdulot ng hindi matatag na kolum na tinunaw, hindi kumpletong pagsasanib, o pagbagsak.

2. Sensitibo sa Kalagayan ng Ibabaw ng Materyal

Ang mga materyales na mataas ang kakayahang sumalamin (tulad ng tanso, aluminum, ginto, at pilak) ay may mababang pag-absorb sa infrared na laser, na madaling nagdudulot ng pagmamapa at hindi sapat na pagkakabit ng enerhiya. Ang dumi sa ibabaw at layer ng oxide ay nakakaapekto rin sa pagkakapare-pareho ng welding.

3. Mataas na Gastos sa Kagamitan

Ang pinagmulan ng laser, mga bahagi ng optics, at sistema ng paglamig ay mahal. Mas mataas ang gastos sa pagpapanatili at pagpapalit ng bahagi ng optics kumpara sa tradisyonal na kagamitan sa welding.

4. Mataas na Pangangailangan sa Kapaligiran ng Trabaho

Ang mga sistema ng laser ay nangangailangan ng kapaligiran na may pare-parehong temperatura at dapat iwasan ang alikabok at usok ng langis na pumasok sa landas ng optics. Ang mga makina na mataas ang kapangyarihan ay nangangailangan ng chiller system at matatag na suplay ng kuryente.

5. Mahigpit na Pangangailangan sa Kaligtasan

Ang radiation ng laser, mga spark, at nakakasalamin na liwanag ay nagdudulot ng potensyal na panganib. Kailangang magsuot ang mga operator ng protektibong salamin at gumamit ng mga kubol o safety light curtains.

6. Mahirap na Inspeksyon ng Weld

Ang deep-penetration welding ay nagbubunga ng makitid ngunit malalim na weld na nagiging sanhi upang mahirap matukoy nang nakapaloob ang mga depekto—tulad ng porosity, mga butas dahil sa pag-urong, at kakulangan ng penetration—sa pamamagitan lamang ng paningin. Kailangan ang X-ray o ultrasonic nondestructive testing.

7. Mga Limitasyon sa Welding ng Makapal na Plaka

Para sa mga materyales na lumalampas sa tiyak na kapal, ang welding gamit ang iisang pass ay hindi sapat para makamit ang buong penetration. Maaaring kailanganin ang multi-pass welding o hybrid laser-arc welding.

8. Sensitibidad sa Bitak sa Ilang Materyales

Ang mataas na carbon steel, hardened steel, at cast iron ay madaling mabali o magbitak (hot cracking o cold cracking) habang isinasagawa ang laser welding. Kailangang mag-preheat, kontrolin ang paglamig, o i-adjust ang waveform.

III. Mga Angkop na Materyales at Mga Limitasyon sa Materyal
Applicable materials:

1. Hindi kinakalawang na asero

2. Carbon steel

3. Aluminum at mga alloy nito

4. Tanso at mga alloy nito

5. Mga haluang metal na batay sa niquel

6. Mga haluang metal na titaniko

7. Mga manipis na materyales na metal

Limitasyon sa Materyales:

1. Mga materyales na mataas ang pagkakatubig (tanso, aluminum) ay nangangailangan ng mga laser na berde/pula o mas mataas na densidad ng kapangyarihan.

2. Mataas na karbon na asero at duktil na cast iron ay nangangailangan ng preheating o welding na kontrolado ng alon.

3. Mga di-metalikong materyales (plastik, seramika) ay nangangailangan ng iba't ibang uri ng mga laser (tulad ng CO₂ o picosecond laser).

IV. Karaniwang Mga Senaryo ng Aplikasyon ng Laser Welding

1. Precision manufacturing: pagwawelding ng electronic component, pag-se-seal ng sensor, pagwawelding ng tab ng lithium battery.

2. Pagmamanupaktura ng sasakyan: pagwawelding ng istraktura ng katawan, pagwawelding ng high-strength steel, pagwawelding ng housing ng battery.

3. Aerospace: pagwawelding ng manipis na bahagi ng niquel-based at titaniko na haluang metal.

4. Mga medikal na kagamitan: welding ng micro-instrumentong gawa sa stainless steel at titanium.

5. Pagmamanupaktura ng hardware: mga kagamitang pampasilid, metal na kahon, hawakan, at iba pang manipis na bahagi ng sheet.

6. Industriya ng bagong enerhiya: welding ng copper–aluminum na conductive component, welding ng motor stator lamination.

V. Mga Kailangan sa Kapaligiran sa Paggawa

1. Matatag na temperatura sa loob ng gusali (karaniwan ay 15–30°C)

2. Katamtamang kahalumigmigan upang maiwasan ang pagkakaroon ng kondensasyon

3. Malinis na hangin, walang alikabok at oil mist

4. Matatag na suplay ng kuryente nang walang pagbabago ng voltage

5. Chiller system upang mapanatili ang temperatura ng laser at welding head

6. Lugar na ligtas sa laser na may tamang protective equipment

Ang mga makina para sa laser welding ay nag-aalok ng mataas na bilis, mataas na presisyon, maliit na heat-affected zones, at angkop para sa automation. Sumusuporta ito sa malawak na hanay ng mga metal na materyales at epektibo para sa mga aplikasyon ng high-precision welding. Gayunpaman, nangangailangan ito ng mataas na akurasya sa pag-assembly, tiyak na kondisyon ng materyales, at kontroladong environmental parameters, at may kinalaman ang mas mataas na gastos sa kagamitan at pagpapanatili. Ang ilang materyales ay nagpapakita ng tendensya sa pagkabali o mga isyu sa energy-coupling. Sa pagsasagawa, kinakailangang piliin ang angkop na uri ng laser at mga proseso ng welding batay sa mga katangian ng materyal, istruktura ng bahagi, kapal, at mga pangangailangan sa produksyon