लेज़र वेल्डिंग दो सामग्रियों को उनके संपर्क बिंदु पर पिघलाने और फ़्यूज़ करने के लिए एक केंद्रित ताप स्रोत के रूप में लेज़र बीम का उपयोग करके एक साथ जोड़ने की एक विधि है। यह पारंपरिक वेल्डिंग तकनीकों जैसे तेज गति, आसान स्वचालन, बेहतर गुणवत्ता और परिशुद्धता और विस्तारित सामग्री विकल्पों पर लाभ प्रदान करता है।शीत लेजर वेल्डिंगलेजर वेल्डिंग विधियों के एक सबसेट को संदर्भित करता है जिसमें मानक लेजर वेल्डिंग की तुलना में बहुत कम ताप इनपुट शामिल होता है। लेकिन यह कैसे काम करता है और आज उपयोग की जाने वाली मुख्य कोल्ड लेजर वेल्डिंग तकनीकें क्या हैं?
कम हीट इनपुट
परिभाषा के अनुसार, ठंडी लेजर वेल्डिंग गर्म फ्यूजन वेल्डिंग विधियों की तुलना में काफी कम लेजर पावर घनत्व और गर्मी इनपुट का उपयोग करती है। यह गर्म लेजर वेल्डिंग की तुलना में प्लास्टिक या पतली पन्नी जैसी अधिक गर्मी-संवेदनशील सामग्री को कम विरूपण, जलने या अन्य थर्मल क्षति के साथ जोड़ने की अनुमति देता है।[1]
विशिष्ट कोल्ड लेजर वेल्डिंग तकनीक पारंपरिक लेजर वेल्डिंग में उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा इनपुट का केवल 25-30% आपूर्ति करती है। यह 1 मेगावाट प्रति वर्ग सेंटीमीटर से कम बिजली घनत्व और बॉन्ड लाइन सतहों पर 2500 डिग्री फ़ारेनहाइट से नीचे चरम तापमान के बराबर है।[2]
कम गर्मी वेल्ड किए जा रहे घटकों में भाग के विरूपण और जोखिम भरे धातुकर्म परिवर्तनों को कम करती है। यह एल्युमीनियम या तांबे जैसी अत्यधिक परावर्तक सामग्रियों में सफल बंधन की भी अनुमति देता है जो आमतौर पर लेजर ऊर्जा को अवशोषित करने के बजाय अधिक मात्रा में विक्षेपित कर देगा।[3]
मुख्य कोल्ड लेजर वेल्डिंग तकनीकें
शीत तकनीक मानी जाने वाली तीन मुख्य लेजर वेल्डिंग श्रेणियों में शामिल हैं:
1. कम पावर घनत्व लेजर वेल्डिंग
इसमें मानक सॉलिड-स्टेट या फ़ाइबर लेज़रों की शक्ति घनत्व को घटाकर 0.5 मेगावाट प्रति सेमी2 या उससे कम करना शामिल है। यह संवेदनशील मिश्रधातुओं पर ताप इनपुट और धातुकर्म प्रभाव को कम करते हुए 0.5 मिमी गहराई तक वेल्ड की अनुमति देता है।[4]
2. स्कैनिंग लेजर वेल्डिंग
यह विधि पल्स-फायरिंग के दौरान सीम के ऊपर लेजर बीम को तेजी से दोलन या स्कैन करती है। 2 मेगावाट प्रति सेमी2 से ऊपर बिजली घनत्व का उपयोग करने के बावजूद व्यापक बीम और तीव्र गति का संयोजन गर्मी इनपुट को रोकता है। यह विदेशी एयरोस्पेस मिश्र धातुओं और बैटरी टैब को वेल्डिंग करने की सुविधा प्रदान करता है।[5]
3. लेजर माइक्रोवेल्डिंग
यह पॉलिमर के अवशोषण शिखर के अनुरूप तरंग दैर्ध्य उत्सर्जित करने वाले अवरक्त लेजर डायोड का उपयोग करता है। 150 वाट से कम उत्सर्जन को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने से 0.1 मिमी से कम गहराई वाले संकीर्ण वेल्ड बनते हैं लेकिन मेडिकल कैथेटर और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स जैसे घटकों के लिए पर्याप्त मजबूत होते हैं। [6], [7]
लाभ बनाम मानक लेजर वेल्डिंग
जबकि अधिकतम वेल्ड गति और गहराई सीमित हैं, कोल्ड लेजर तकनीक निम्नलिखित लाभ प्रदान करती है:
- भाग विरूपण और हानिकारक धातु परिवर्तन को कम करना
- संवेदनशील मिश्र धातुओं में गर्मी से होने वाले नुकसान और गुस्से के नुकसान से बचना
- अत्यधिक परावर्तक और प्रवाहकीय सामग्रियों में मजबूत परिशुद्धता बंधन की सुविधा प्रदान करना जो पहले से अप्रयुक्त थे
- थर्मोप्लास्टिक्स और पॉलिमर असमान सामग्री युग्मों को जोड़ने से थर्मल गिरावट का खतरा होता है
- 0.05 मिमी मोटाई तक बेहद पतली फ़ॉइल की स्वचालित वेल्डिंग की अनुमति [8]
इसलिए ठंडी लेजर वेल्डिंग एक महत्वपूर्ण स्थान भरती है - गर्म पारंपरिक लेजर वेल्डिंग विधियों के साथ असंगत धातुओं, प्लास्टिक और सामग्री मिश्रणों को जटिल रूप से जोड़ने की सुविधा प्रदान करती है।
लाभ उठा रहे अनुप्रयोग
एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स और चिकित्सा उपकरण उद्योग विशेष रूप से छोटे, जटिल घटकों पर न्यूनतम विरूपण के साथ मांग वाले सामग्री जोड़ों को सक्षम करने जैसे लाभों का लाभ उठाने के लिए कोल्ड लेजर वेल्डिंग समाधान अपनाते हैं।
उदाहरण अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- पेसमेकर टाइटेनियम बाड़ों की भली भांति बंद सीलिंग [9]
- मास स्पेक्ट्रोमीटर के लिए बाहरी वैक्यूम कक्षों की वेल्डिंग [10]
- चुंबकीय गुणों को संरक्षित करते हुए विद्युत जनरेटर में निकल फ़ॉइल कॉइल को जोड़ना [11]
- गर्मी द्रवीकरण चिपकने वाले बिना दवा वितरण पैच में पॉलिमर को सील करना [12]
इसलिए छोटे पैमाने पर काम करते समय, कोल्ड लेजर तकनीकें अंतरिक्ष-ग्रेड मिश्र धातुओं, नैदानिक उपकरणों और जीवन-रक्षक चिकित्सा घटकों में मिशन-महत्वपूर्ण बंधन को सक्षम बनाती हैं, जहां आधार सामग्री गुणों और आयामों को बनाए रखना सर्वोपरि है।
सारांश
कोल्ड लेजर वेल्डिंग कम ऊर्जा घनत्व वाली लेजर तकनीकों का उपयोग करती है जो सटीक वेल्डिंग के दौरान गर्मी इनपुट को सीमित करती है। तापमान को कम रखने से आंशिक विरूपण और धातु संबंधी क्षति कम हो जाती है, जबकि अत्यधिक परावर्तक और थर्मल संवेदनशील घटकों में बंधन पहले से ही गर्म संलयन वेल्डिंग की सीमा से बाहर हो जाते हैं। हालांकि सूक्ष्म पैमाने पर काम करते हुए, कोल्ड लेजर उपग्रहों से लेकर सर्जिकल प्रत्यारोपण तक के अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण विदेशी और असमान सामग्री युग्मों को जटिल रूप से जोड़ने में सक्षम बनाता है।
शीआन गुओशेंग लेजर टेक्नोलॉजी कं, लिमिटेड एक उच्च तकनीक उद्यम है जो स्वचालित लेजर क्लैडिंग मशीन, हाई-स्पीड लेजर क्लैडिंग मशीन, लेजर शमन मशीन, लेजर वेल्डिंग मशीन और लेजर 3 डी प्रिंटिंग उपकरण के अनुसंधान एवं विकास, विनिर्माण और बिक्री में विशेषज्ञता रखता है। हमारे उत्पाद लागत प्रभावी हैं और घरेलू और विदेश में बेचे जाते हैं। यदि आप हमारे उत्पादों में रुचि रखते हैं, तो कृपया हमसे यहां संपर्क करेंbob@gshenglaser.com.
सन्दर्भ:
[1] कात्यामा, एस. लेजर वेल्डिंग टेक्नोलॉजीज की हैंडबुक। वुडहेड प्रकाशन। 2013. पी. 342.
[2] इंजीनियरिंग सामग्री का आयन जेसी लेजर प्रसंस्करण: सिद्धांत, प्रक्रिया और औद्योगिक अनुप्रयोग। एल्सेवियर। 2005. पी 203-204.
[3] डावेस सी. लेजर वेल्डिंग: एक व्यावहारिक गाइड। वुडहेड प्रकाशन। 1992. पृष्ठ 88.
[4] काह पी, सुओरंता आर, मार्टिकैनेन जे, मैग्नस सी. असमान सामग्रियों को जोड़ने की तकनीक: धातु और पॉलिमर। रेव एड मेटर विज्ञान. 2014;36:152-164.
[5] काह पी, सुओरंता आर, मार्टिकैनेन जे। पारदर्शी पॉलिमर की लेजर वेल्डिंग के लिए उन्नत तकनीक। भौतिकी प्रोसीडिया। 2015;78:182-190.
[6] अचर्जी बी, मोंडल बी, टुडू बी, मिश्रा डी. लेजर बीम वेल्डिंग तकनीक में उन्नति और हालिया नवाचार। इंजीनियरिंग में ऑप्टिक्स और लेजर। 2021; 140:106877.
[7] रोस्नर ए, शेइक एस, ओलोविंस्की ए, गिलनर ए, रीसजेन यू, स्लेसर एम. उच्च तीव्रता वाले लेजर का उपयोग करके पॉलिमर की लेजर वेल्डिंग। लेजर माइक्रो नैनोइंजीनियरिंग जर्नल। 2019;14(1):1-6.
[8] कात्यामा एस. पतली पन्नी वेल्डिंग में लेजर वेल्डिंग घटना। लेजर अनुप्रयोगों का जर्नल. 2011 जून 1;23(2):022005।
[9] एल क्रमशःएम्पे टी, रोस ई. पेसमेकर के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं की फ्यूजन वेल्डिंग पर जांच। चिकित्सा उपकरण सामग्री II: चिकित्सा उपकरण सम्मेलन के लिए सामग्री और प्रक्रियाओं की कार्यवाही। 2004 नवम्बर 8. पृ. 12-6.
[10] सिनोविकी आरए। मास स्पेक्ट्रोमेट्री अनुप्रयोगों में वेल्डेड टाइटेनियम वैक्यूम कक्षों के लिए सामग्री संबंधी मुद्दे। संलयन ऊर्जा के विज्ञान पर 18वीं सामयिक बैठक। 1999 अक्टूबर 28.
[11] डिल्गर के, नुसबौम सी, नुसबिकेल डब्ल्यू, रोडमैन आर. इलेक्ट्रिकल स्टील्स की लेजर वेल्डिंग और एसी चुंबकीय कोर पर इसके तकनीकी परिणाम। मैग्नेटिक्स पर आईईईई लेनदेन। 1992 सितम्बर;28(5):2260-3।
[12] डी कमांड्ससिंघ एसपी, विडुविल्ट टीजे। प्रत्यारोपण के लिए कृत्रिम उपकरणों की सीलिंग के लिए लेजर ट्रांसमिशन वेल्डिंग प्रक्रिया का उपयोग। संयुक्त राज्य अमेरिका पेटेंट आवेदन यूएस 06/938,069। 1974 दिसम्बर 4.