क्या लेजर वेल्डिंग सामान्य वेल्डिंग से अधिक मजबूत है?

जब आधुनिक विनिर्माण उद्योगों ने कनेक्शन प्रौद्योगिकी के लिए उच्च आवश्यकताओं को आगे बढ़ाया, तो लेजर वेल्डिंग तकनीक समय की आवश्यकता के रूप में उभरी और उच्च-सटीक और उच्च शक्ति वाले कनेक्शन का पर्याय बन गई। प्रारंभ में, यह मुख्य रूप से पतली दीवारों वाली सामग्रियों और कम गति वेल्डिंग के लिए उपयोग किया गया था। लेजर विकिरण के साथ वर्कपीस की सतह को गर्म करके, सामग्री को एक विशिष्ट पिघला हुआ पूल बनाने के लिए पिघलाया गया था। दशकों के विकास के बाद, लेजर वेल्डिंग प्रयोगशाला से व्यापक औद्योगिक अनुप्रयोगों में स्थानांतरित हो गया है, मोटर वाहन निर्माण, एयरोस्पेस और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे क्षेत्रों में असाधारण क्षमताओं का प्रदर्शन करता है। यह लेख लेजर वेल्डिंग के तकनीकी सिद्धांतों में गहराई से तल्लीन होगा और तुलनात्मक डेटा के माध्यम से दृढ़ता के संदर्भ में इसके महत्वपूर्ण लाभों को प्रकट करेगा।

तकनीकी सिद्धांत: ऊर्जा घनत्व में मौलिक अंतर
लेजर वेल्डिंग और साधारण वेल्डिंग के बीच आवश्यक अंतर ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र में निहित है, जो सीधे वेल्डेड संयुक्त के अंतिम शक्ति प्रदर्शन को निर्धारित करता है। लेजर वेल्डिंग गर्मी स्रोत के रूप में एक उच्च-ऊर्जा-घनत्व लेजर बीम का उपयोग करता है। सटीक फोकसिंग के माध्यम से, यह केवल 0.2-1.0 मिमी के व्यास के साथ एक छोटे से क्षेत्र में 10⁶-10⁸ डब्ल्यू/सेमी तक की शक्ति घनत्व उत्पन्न करता है। यह अल्ट्रा-हाई एनर्जी घनत्व धातु सामग्री को मिलीसेकंड के भीतर अपने पिघलने बिंदु तक पहुंचने में सक्षम बनाता है, जिससे एक पिघला हुआ पूल बनता है, जबकि आसन्न क्षेत्र गर्मी से लगभग अप्रभावित होते हैं। लेजर वेल्डिंग को विभिन्न बिजली घनत्वों के आधार पर दो बुनियादी मोड में वर्गीकृत किया जा सकता है:

हीट कंडक्शन वेल्डिंग: बिजली घनत्व 10⁴-10⁵ w/cm, की सीमा के भीतर है, जिसमें उथले पैठ की गहराई और धीमी गति से वेल्डिंग गति होती है। यह पतली प्लेटों की सटीक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है
गहरी पैठ वेल्डिंग: शक्ति घनत्व 10⁵-10⁷ w/cm of तक पहुंच सकता है। उच्च तापमान के प्रभाव के तहत, धातु की सतह "छेद" में अवतल होती है, जो एक बड़ी गहराई-से-चौड़ाई अनुपात (10: 1 तक) के साथ एक वेल्ड सीम बनाती है, और वेल्डिंग गति तेज है
इसके विपरीत, पारंपरिक आर्क वेल्डिंग (जैसे कि मिग/एमएजी) आर्क के गर्मी चालन पर निर्भर करता है, जिसमें गर्मी स्रोत छितरी हुई है। चाप की चौड़ाई आमतौर पर 6 मिमी से अधिक होती है, गर्मी प्रभावित क्षेत्र बड़ा होता है, और ऊर्जा घनत्व केवल लेजर वेल्डिंग का एक अंश होता है। ऊर्जा घनत्व में यह मूलभूत अंतर सीधे वेल्ड आकारिकी, गर्मी-प्रभावित क्षेत्र आकार और माइक्रोस्ट्रक्चर में दो प्रकार के वेल्डिंग विधियों के बीच महत्वपूर्ण असमानताओं की ओर जाता है।

2। शक्ति प्रदर्शन: संरचनात्मक अखंडता में अंतर
लेजर वेल्डिंग का ताकत लाभ न केवल सैद्धांतिक स्तर पर परिलक्षित होता है, बल्कि बड़ी संख्या में औद्योगिक प्रथाओं में भी सत्यापित होता है। ऑटोमोटिव निर्माण के क्षेत्र में, लेजर-वेल्डेड छतों की तन्यता ताकत 90% से अधिक आधार सामग्री तक पहुंच सकती है, जिससे छत की समग्र कठोरता 30% तक बढ़ जाती है। तीव्रता में यह छलांग कई कारकों के संयुक्त प्रभाव से उपजी है:

निरंतर घने वेल्ड सीम: लेजर वेल्डिंग एक निरंतर सीधे वेल्ड सीम बनाता है, जबकि स्पॉट वेल्डिंग केवल असतत वेल्ड बिंदुओं को जोड़ता है। निरंतर वेल्ड स्पॉट वेल्डिंग रिक्ति क्षेत्र में तनाव एकाग्रता की समस्या को समाप्त कर देता है, जिससे लोड वितरण अधिक समान हो जाता है। गतिशील लोड परीक्षणों में, लेजर-वेल्डेड जोड़ों एक उच्च थकान जीवन का प्रदर्शन करते हैं और विशेष रूप से कंपन तनाव के अधीन घटकों के लिए उपयुक्त हैं।
ठीक अनाज मजबूत प्रभाव: लेजर वेल्डिंग की तेजी से शीतलन और जमने की प्रक्रिया (1000 ℃/ s तक की शीतलन दर के साथ) वेल्ड धातु के अनाज के आकार को काफी परिष्कृत करती है। सामग्री विज्ञान ने पुष्टि की है कि ठीक-ठीक संरचनाएं न केवल शक्ति को बढ़ाती हैं, बल्कि क्रूरता और दरार प्रतिरोध में भी सुधार करती हैं। हालांकि, साधारण वेल्डिंग की शीतलन दर अपेक्षाकृत धीमी होती है, और अनाज मोटा होना स्पष्ट होता है, विशेष रूप से गर्मी-प्रभावित क्षेत्र में जहां भंगुर चरण होने का खतरा होता है।
मेटालर्जिकल शुद्धता: लेजर वेल्डिंग को अक्रिय गैस संरक्षण के तहत किया जाता है, प्रभावी रूप से हवा को अलग करने और ऑक्सीकरण समावेशन को कम करने के लिए किया जाता है। इस बीच, गहरी पैठ में वेल्डिंग में "कीहोल प्रभाव" गैसों और अशुद्धियों के भागने के लिए अनुकूल है, जो कि पोरसिटी और स्लैग समावेश जैसे दोष दरों को काफी कम कर देता है। प्रायोगिक डेटा बताते हैं कि लेजर वेल्डिंग की पोरसिटी साधारण वेल्डिंग के केवल एक तिहाई है।
3। वेल्ड गुणवत्ता: सटीक नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण लाभ
लेजर वेल्डिंग ने वेल्ड गुणवत्ता में एक क्रांतिकारी सफलता बनाई है, जो सीधे कनेक्शन भागों की विश्वसनीयता और स्थायित्व को निर्धारित करता है। इसके गुणवत्ता लाभ पांच प्रमुख आयामों में परिलक्षित होते हैं:

ज्यामितीय सटीकता: लेजर बीम ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा सटीक रूप से निर्देशित और केंद्रित है। वेल्ड की चौड़ाई को 2 मिमी के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है, और सतह की सपाटता ± 0.1 मिमी तक पहुंच सकती है, जो बाद के पीस उपचार की आवश्यकता को समाप्त करती है। साधारण आर्क वेल्डिंग की वेल्ड चौड़ाई आमतौर पर 6 मिमी से अधिक होती है, एक असमान सतह के साथ जिसमें अतिरिक्त परिष्करण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। यह सटीक लाभ लेजर वेल्डिंग को माइक्रोइलेक्ट्रोनिक घटकों, चिकित्सा उपकरणों, आदि के सटीक निर्माण के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।
थर्मल विरूपण नियंत्रण: लेजर वेल्डिंग का हीट इनपुट साधारण स्पॉट वेल्डिंग का केवल एक-तिहाई है। गर्मी अत्यधिक केंद्रित है, और गर्मी-प्रभावित क्षेत्र की चौड़ाई 0.1 से 1.0 मिमी की सीमा के भीतर नियंत्रित होती है। साधारण वेल्डिंग का गर्मी-प्रभावित क्षेत्र 2-5 मिमी तक पहुंच सकता है, जिसके परिणामस्वरूप गंभीर थर्मल विरूपण होता है। ऑटोमोबाइल निर्माण डेटा से पता चलता है कि लेजर-वेल्डेड छतों का आयामी विचलन स्पॉट-वेल्डेड लोगों की तुलना में 70% कम है, जिससे वाहन निकायों की विधानसभा सटीकता में काफी सुधार हुआ है।
दोष नियंत्रण: लेजर वेल्डिंग की तेजी से पिघलने और जमने की प्रक्रिया छिद्रों और दरारों जैसे दोषों को काफी कम कर देती है। विशेष रूप से स्पंदित लेजर वेल्डिंग में, पल्स वेवफॉर्म और मापदंडों को ठीक से नियंत्रित करके, स्पैटर और अंडरकट घटना को प्रभावी ढंग से दबा दिया जा सकता है। इसके विपरीत, साधारण वेल्डिंग की दोष दर आमतौर पर 2 से 3 गुना अधिक होती है, जिसके लिए अधिक कठोर निरीक्षण और पुनर्मिलन की आवश्यकता होती है।
सीलिंग प्रदर्शन: निरंतर लेजर वेल्ड सीम एक आदर्श एयरटाइट बाधा बनाता है। कार रेन टेस्ट में, लेजर-वेल्डेड छत का रिसाव 5ml/मिनट से कम था, जो स्पॉट वेल्डिंग प्रक्रिया के 20ml/मिनट से अधिक था। यह सुविधा लेजर वेल्डिंग को उच्च सीलिंग आवश्यकताओं जैसे कि पैनोरमिक सनरूफ और ईंधन टैंक के साथ घटकों के लिए पसंदीदा प्रक्रिया बनाती है।
उपस्थिति गुणवत्ता: लेजर वेल्ड सीम चिकनी और सपाट है, पारंपरिक स्पॉट वेल्डिंग (गहराई 0.1-0.3 मिमी) की इंडेंटेशन समस्या के बिना, वाहन शरीर के लिए एक बेहतर कोटिंग बेस सतह प्रदान करता है। हाई-एंड होम उपकरण और सजावट उद्योगों में, यह लाभ सीधे उत्पादों के सौंदर्य मूल्य और सतह की गुणवत्ता को बढ़ाता है।
4। सामग्री संगतता: विषम कनेक्शन में एक सफलता
लेजर वेल्डिंग सामग्री अनुकूलनशीलता में उत्कृष्ट लचीलेपन को प्रदर्शित करता है, जो असमान सामग्री को जोड़ने की समस्या को हल करता है जो पारंपरिक वेल्डिंग में पार करना मुश्किल है। इसके अद्वितीय लाभ में निहित है:

उच्च-पिघलने-बिंदु सामग्री प्रसंस्करण: लेज़रों की उच्च ऊर्जा घनत्व दुर्दम्य धातुओं को पिघला सकती है जो पारंपरिक गर्मी स्रोतों से संभालना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, लेज़रों को उच्च शक्ति वाली सामग्रियों जैसे टाइटेनियम मिश्र धातुओं और मोलिब्डेनम मिश्र धातुओं के कनेक्शन पर सफलतापूर्वक लागू किया गया है, जो एयरोस्पेस क्षेत्र में महत्वपूर्ण मूल्य रखता है।
डिसिमिलर मेटल कनेक्शन: लेजर वेल्डिंग कॉपर-एल्यूमीनियम और स्टील-एल्यूमीनियम जैसे डिसिमिलर सामग्री के कनेक्शन को प्राप्त कर सकता है जो पारंपरिक तरीकों से पूरा करना मुश्किल है। गर्मी इनपुट और पिघले हुए पूल के आकारिकी को ठीक से नियंत्रित करके, भंगुर इंटरमेटालिक यौगिकों के गठन को दबा दिया जाता है। नई ऊर्जा वाहन बैटरी के निर्माण में, लेजर वेल्डिंग ने कॉपर और एल्यूमीनियम टैब को जोड़ने की उद्योग की समस्या को सफलतापूर्वक हल किया है।
विशेष सामग्री प्रसंस्करण: लेजर वेल्डिंग पाउडर धातुकर्म सामग्री के कनेक्शन में असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करता है। पारंपरिक वेल्डिंग विधियों को पाउडर धातु विज्ञान सामग्री को संभालने के लिए मुश्किल है, जबकि लेजर बीम गर्मी इनपुट को ठीक से नियंत्रित कर सकते हैं और पापी शरीर में अत्यधिक अनाज के विकास को रोक सकते हैं। इसके अलावा, लेजर वेल्डिंग का भी व्यापक रूप से गैर-धातु सामग्री जैसे क्वार्ट्ज और सिरेमिक के सटीक कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है।
कोटिंग सामग्री वेल्डिंग: लेजर वेल्डिंग की कम गर्मी इनपुट विशेषता वर्कपीस की सतह पर जस्ती और एल्युमिनेटाइज्ड कोटिंग्स जैसे एंटी-जंग कोटिंग्स को सबसे बड़ी हद तक बनाए रख सकती है, जबकि साधारण स्पॉट वेल्डिंग कोटिंग को नुकसान पहुंचाएगा और एंटी-कॉरोसियन प्रदर्शन में गिरावट का कारण बन जाएगा। मोटर वाहन उद्योग में परीक्षणों से पता चला है कि लेजर-वेल्डेड जस्ती शीट का संक्षारण प्रतिरोध स्पॉट-वेल्डेड लोगों की तुलना में पांच गुना अधिक है।
हालांकि, लेजर वेल्डिंग में अत्यधिक चिंतनशील सामग्री जैसे शुद्ध तांबा और एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं के लिए कुछ सीमाएं हैं। इन सामग्रियों में ठोस अवस्था में 95% के रूप में एक लेजर परावर्तकता है और विशेष प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, पिघलने और उबलते बिंदुओं के साथ एक -दूसरे के करीब (जैसे क्रोमियम और टैंटालम) के साथ, वेल्डिंग पैरामीटर विंडो संकीर्ण है और वाष्पीकरण और छिद्र को रोकने के लिए ठीक से नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

तकनीकी विकास कोई सीमा नहीं जानता है। लेजर वेल्डिंग और पारंपरिक वेल्डिंग विधियां भविष्य के निर्माण उद्योग में एक -दूसरे को सह -अस्तित्व और पूरक करेंगे। लेकिन इसमें कोई संदेह नहीं है कि उच्च शक्ति, हल्के वजन और बेहतर प्रदर्शन की खोज में उन्नयन उन्नयन के लिए सड़क पर, लेजर वेल्डिंग उन प्रमुख प्रौद्योगिकियों में से एक बन गया है जो भविष्य को रोशन करेंगे।