การเชื่อมเลเซอร์คืออะไร ข้อดีและข้อเสีย

การเชื่อมด้วยเลเซอร์

การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการเชื่อมที่ใช้ลำแสงเลเซอร์ที่โฟกัสด้วยกระแสโฟตอนโมโนโครเมติกที่มีกำลังสูงแบบต่อเนื่องเป็นแหล่งความร้อน วิธีการเชื่อมนี้มักประกอบด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังต่อเนื่องและการเชื่อมด้วยเลเซอร์กำลังพัลส์ ข้อดีของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือไม่จำเป็นต้องทำในสุญญากาศ แต่ข้อเสียคือการเจาะทะลุไม่แข็งแรงเท่าการเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน
การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถควบคุมพลังงานได้อย่างแม่นยำ จึงสามารถเชื่อมอุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีความแม่นยำสูงได้ การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีการประยุกต์ใช้กับโลหะหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเชื่อมโลหะที่เชื่อมยากและโลหะต่างชนิดบางชนิด
การสร้างเลเซอร์: เมื่อมีการกระตุ้นสาร มันจะสร้างลำแสงที่มีความยาวคลื่น ความถี่ และทิศทางที่เหมือนกันทุกประการ
คุณสมบัติของเลเซอร์: มีลักษณะเป็นสีเดียวที่ดี มีทิศทางที่ดี และมีความหนาแน่นของพลังงานสูง หลังจากส่งหรือโฟกัสด้วยตัวสะท้อนแสงแล้ว เลเซอร์สามารถรับลำแสงพลังงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 0.01 มิลลิเมตร และมีความหนาแน่นพลังงานสูงถึง 1013 วัตต์/ตารางเซนติเมตร ซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งความร้อนสำหรับการเชื่อม การตัด การเจาะ และการเคลือบผิว ฯลฯ วัสดุที่ใช้ผลิตเลเซอร์ ได้แก่ ของแข็ง สารกึ่งตัวนำ ของเหลว และก๊าซ เป็นต้น เลเซอร์แบบของแข็งอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต (YAG) และเลเซอร์แบบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนใหญ่ใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรม เช่น การเชื่อมและการตัด

ข้อดีหลักของการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีดังนี้:

(1) เลเซอร์สามารถดัดโค้งและส่งผ่านแสงผ่านวิธีการทางแสง เช่น เส้นใยแก้วนำแสงและปริซึม เหมาะสำหรับการเชื่อมชิ้นส่วนขนาดเล็กและชิ้นส่วนอื่นๆ ที่เข้าถึงได้ยากด้วยวิธีการเชื่อมแบบอื่น นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมผ่านวัสดุโปร่งใสได้อีกด้วย

(2) ความหนาแน่นของพลังงานสูง ซึ่งทำให้สามารถเชื่อมด้วยความเร็วสูง โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนขนาดเล็ก และการเสียรูปจากการเชื่อม และเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการเชื่อมวัสดุที่ไวต่อความร้อน

(3) เลเซอร์ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่ก่อให้เกิดรังสีเอกซ์ ไม่จำเป็นต้องมีการป้องกันสูญญากาศ และสามารถใช้เชื่อมโครงสร้างขนาดใหญ่ได้

(4) สามารถเชื่อมตัวนำที่มีฉนวนได้โดยตรงโดยไม่ต้องลอกชั้นฉนวนออกก่อน นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมวัสดุต่างชนิดที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกันมากได้อีกด้วย

ข้อเสียหลักของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือ อุปกรณ์มีราคาแพง อัตราการแปลงพลังงานต่ำ (5% ถึง 20%) และข้อกำหนดในการประมวลผล การประกอบ และการวางตำแหน่งรอยเชื่อมนั้นสูงมาก ปัจจุบัน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเชื่อมอุปกรณ์ขนาดเล็กในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องมือวัด รวมถึงการเชื่อมแผ่นเหล็กซิลิคอน แผ่นเหล็กชุบสังกะสี และอื่นๆ