स्पॉट वैल्डिंगलेजर का उपयोग संभव है और विद्युत धारा के साथ पारंपरिक स्पॉट वेल्डिंग की तुलना में कई संभावित लाभ प्रदान करता है। लेकिन सवाल बना हुआ है - क्या लेजर-आधारित तकनीक वास्तव में कार बॉडी, बैटरी टैब और अन्य बड़ी धातु असेंबलियों के लिए उपयोग की जाने वाली पारंपरिक स्पॉट वेल्डिंग विधियों के उच्च-गति, उच्च-मात्रा वाले उत्पादन से मेल खा सकती है या उससे अधिक हो सकती है? जब लेजर स्पॉट वेल्डिंग की बात आती है तो आइए प्रौद्योगिकी, लाभ और सीमाओं की जांच करें।
लेजर स्पॉट वेल्डिंग कैसे काम करती है
मानक प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग की तरह, लेजर स्पॉट वेल्डिंग एक सेकंड के कुछ ही अंशों में शीट धातुओं को एक साथ जोड़ने के लिए एक छोटे से सटीक क्षेत्र पर गर्मी की तीव्रता को केंद्रित करता है। लेकिन इलेक्ट्रोड युक्तियों के माध्यम से विद्युत प्रवाह का उपयोग करने के बजाय, लेज़र धातुओं को तेजी से पिघलाने और जोड़ने के लिए उच्च मात्रा में ऑप्टिकल ऊर्जा केंद्रित करते हैं।[1]
2 मिलीमीटर से कम के स्पॉट आकार स्तरित स्टील शीट में सटीक उच्च-घनत्व ऊर्जा हस्तांतरण की अनुमति देते हैं। यह लेजर बीम के क्रॉस सेक्शन में धातु की परतों को मिलीसेकंड के भीतर एक साथ जोड़कर एक वेल्ड नगेट बनाता है।[2]
सटीक नियंत्रण और तीव्र प्रसंस्करण के कारण, लेजर केवल 2 किलोवाट फाइबर लेजर का उपयोग करके 10 सेकंड से कम समय में कार्बन स्टील्स में 2 मिमी गहराई तक स्पॉट वेल्ड बनाने के लिए पर्याप्त ऊर्जा जमा कर सकता है।[3] गति, घनत्व और गहराई का यह संयोजन लेजर को उच्च मात्रा वाले घटकों की स्पॉट वेल्डिंग के लिए एक यथार्थवादी विकल्प बनाता है।
मानक प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग से अधिक लाभ
लेजर स्पॉट वेल्डिंग में विद्युत प्रक्रिया के बजाय ऑप्टिकल होने के कई फायदे हैं:
- इलेक्ट्रोड की आवश्यकता नहीं
लेज़र गैर-संपर्क प्रसंस्करण को सक्षम करते हुए महंगे, घिसाव-प्रवण इलेक्ट्रोड को खत्म करते हैं। इससे तैयार हिस्सों पर घर्षण और इलेक्ट्रोड इंडेंटेशन मार्किंग भी कम हो जाती है।[4]
- उच्च शक्ति वाले बांड
लेज़र 30% अधिक तन्यता शक्ति तक वेल्ड का उत्पादन करता है जिससे प्रतिरोध स्पॉट वेल्डिंग के साथ आम तौर पर कम माइक्रो-क्रैकिंग या सरंध्रता की समस्याएं देखी जाती हैं।[5]
- नई सामग्री के साथ काम करता है
लेज़र मैग्नीशियम या एल्युमीनियम जैसी वेल्ड विदेशी धातुओं का सफलतापूर्वक पता लगा सकते हैं जो मानक स्पॉट वेल्डिंग के लिए विद्युत चालकता और सामग्री स्थिरता के मुद्दे पैदा करते हैं।[6]
- बेहतर प्रक्रिया नियंत्रण/निदान
लेजर बेहतर निगरानी, नियंत्रण और गुणवत्ता की पुष्टि प्रदान करते हैं। बीम कोण, पल्स अवधि या फोकस स्पॉट जैसे पैरामीटर वेल्ड को सटीक रूप से ट्यून करते हैं।[7] और इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी जैसी विधियां वास्तविक समय में ऊष्मा प्रवाह की बेहतर कल्पना करती हैं।[8]
इसलिए लेज़र अलग-अलग फायदे पेश करते हैं, चाहे वे दीर्घकालिक मानक स्पॉट वेल्डिंग संचालन को बढ़ाएँ या प्रतिस्थापित करें। लेकिन इन लाभों को साकार करना कुछ शेष सीमाओं को संबोधित करने पर निर्भर करता है।
लेज़र स्पॉट वेल्डिंग के साथ शेष बाधाएँ
वादा दिखाते हुए, लेज़र स्पॉट वेल्डिंग तकनीक को अभी भी बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है:
- लागत
लेज़रों की उच्च उपकरण लागत सक्रिय उत्पादन लाइनों पर परिवर्तन अपनाने में बाधा डाल सकती है। अल्पावधि आरओआई चुनौतीपूर्ण बनी हुई है।[9]
- रफ़्तार
मानक स्पॉट वेल्डिंग अत्यंत उच्च थ्रूपुट प्राप्त करती है जो अब तक लेजर विधियों से बेजोड़ है। लेज़र वर्तमान में लगभग 20% कम दरों पर काम करते हैं - हालांकि लगातार सुधार जारी है।
- निदान असंतुलन
जबकि लेजर मॉनिटरिंग अपने आप में बेहतर है, गुणवत्ता नियंत्रण के लिए दशकों से चली आ रही रेजिस्टेंस स्पॉट वेल्डिंग मेट्रोलॉजी अच्छी तरह से स्थापित है। लेज़र विधियों के लिए समतुल्य मानक, विशिष्टताएँ और परीक्षण प्रक्रियाएँ विकास के प्रारंभिक चरण में हैं।[9]
इसलिए बड़े पैमाने पर मानक प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से दोहराने के लिए गति और बीम आकार में सुधार के साथ-साथ उन्नत निदान का विस्तार होना चाहिए। लेकिन लंबी अवधि की तकनीकी क्षमता अभी भी लेजर को बराबर या तेज़ चक्र दर प्राप्त करने का पक्ष लेती है।
लेजर स्पॉट वेल्डिंग के लिए आउटलुक
वेल्ड गुणवत्ता, लचीलेपन और निदान में प्रमुख लाभों के साथ, लेजर स्पॉट वेल्डिंग अपनाने का विस्तार होगा - विशेष रूप से जहां नई सामग्री की मांग परिवर्तन लाती है। एक विश्लेषण के अनुसार हल्के धातु के उपयोग में वृद्धि के कारण ऑटोमोटिव क्षेत्र में 2020 से 2025 तक लेजर वेल्डिंग उपकरण की बिक्री में 50% से अधिक की वृद्धि होगी।[11]
और तांबे के टैब और फ़ॉइल की लेजर स्पॉट वेल्डिंग के लिए बैटरी उत्पादन में भी भारी वृद्धि हो रही है, जहां विद्युत संपर्क समस्याएं उत्पन्न होती हैं। इसलिए जबकि विरासत उत्पादन एकीकरण के आसपास बाधाएं बनी हुई हैं, लेजर स्पॉट वेल्डिंग की तकनीकी गति गुणवत्ता और उत्पादकता को बेहतर बनाने के लिए दीर्घकालिक उच्च मात्रा में प्रवेश का समर्थन करती है।
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सन्दर्भ:
[1] लेजर के तैयार, जेएफ औद्योगिक अनुप्रयोग। अकादमिक प्रेस. 2003 अप्रैल 25. पी. 468
[2] आयन जे.सी. इंजीनियरिंग सामग्री का लेजर प्रसंस्करण: सिद्धांत, प्रक्रिया और औद्योगिक अनुप्रयोग। बटरवर्थ-हेनमैन। 1 जनवरी 2005. पृष्ठ 34-35
[3] क्विंटिनो एल, कोस्टा ए, मिरांडा आर, एट अल। उच्च शक्ति फाइबर लेजर के साथ वेल्डिंग - एक प्रारंभिक अध्ययन। मेटर देस. 2007;28(4):1231-1237.
[4] कैसलिनो जी. मात्रात्मक अवरक्त थर्मोग्राफी द्वारा लेजर वेल्डिंग फीडबैक नियंत्रण का अध्ययन: वेल्ड प्रवेश नियंत्रण के लिए इंटरेक्शन समय और शून्य-ऑर्डर विधि; लेजर वेल्ड पूल से उत्सर्जित अवरक्त विकिरण का विश्लेषणात्मक मॉडलिंग। फ्रैटुरा एड इंटीग्रिटा स्ट्रुटुराले। 2016;36:69-77।
[5] नॉर्मन पी, कार्लसन एल, कपलान एएफएच। लेजर स्पॉट वेल्ड का थकान प्रदर्शन और विफलता मोड। इंजीनियरिंग विफलता विश्लेषण. 2013 मार्च 1;28:345-57।
[6] चेन जी, लियू एल, डन डी, एट अल। मैग्नीशियम मिश्र धातु AZ31 शीट की लेजर वेल्डिंग। जे मेटर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी। 2005 मई 30;166(1):30-6।
[7] गाओ सी, हू एल, लियू जे, ये एक्स, चेन जी। दोष मुक्त अल-स्टील डिसिमिलर लेजर वेल्ड प्राप्त करने का तरीका। प्रकाशिकी एवं लेजर प्रौद्योगिकी। 2015 फ़रवरी 1; 66:21-6.
[8] हू एल, गाओ सी, लियू जे, एट अल। लेजर वेल्डिंग गुणवत्ता की सटीक निगरानी के लिए लेजर एब्लेटेड प्लाज्मा का वास्तविक समय निदान। जे मेटर प्रक्रिया प्रौद्योगिकी। 2015 अक्टूबर 1;224:233-40।
[9] नॉर्मन पी, कार्लसन एल, कपलान एएफ। समीक्षा: तांबे से एल्यूमीनियम की लेजर बीम वेल्डिंग, एक समीक्षा। सामग्री लेनदेन. 2013 जुलाई 1;54(7):878-87।
[10] पेंग वाई, चेन डी, पैन जेड, एट अल। चयनात्मक लेजर पिघलने द्वारा उत्पादित असमान अल-सीयू घटकों की सूक्ष्म संरचना और प्रदर्शन मूल्यांकन। प्रकाशिकी एवं लेजर प्रौद्योगिकी। 2020 फरवरी 1;123:105991।
[11] लेजर वेल्डिंग उपकरण बाजार - विकास, रुझान, कोविड-19 प्रभाव, और पूर्वानुमान|मोर्डोर इंटेलिजेंस [इंटरनेट]। मोर्डोर इंटेलिजेंस. 2021 [उद्धृत 2023 जनवरी 19]। यहां उपलब्ध है: https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/laser-welding-equipment-market