آلة اللحام بالليزر ونظام اللحام بالليزر: تكنولوجيا الربط الفعالة وحلول اللحام بالليزر للصناعة (لحام TIG)

حققت تكنولوجيا الليزر تطورات مذهلة في العقود القليلة الماضية، مما أتاح مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف الصناعات. لقد أثبت اللحام بالليزر على وجه الخصوص أنه أحد أكثر الطرق كفاءة ودقة في ربط التكنولوجيا. تلعب آلات اللحام بالليزر وأنظمة اللحام بالليزر دورًا حاسمًا في تصنيع المنتجات في صناعات مثل السيارات والفضاء والإلكترونيات والتكنولوجيا الطبية وغيرها الكثير.

الوظائف والتكنولوجيا

تستخدم آلات اللحام بالليزر أشعة ليزر عالية الطاقة لربط المعادن أو البلاستيك أو المواد الأخرى معًا. تعتمد العملية على التركيز الدقيق لضوء الليزر، والذي يتم تركيزه على الأجزاء المراد لحامها. وهذا يخلق كثافة طاقة عالية للغاية تعمل على إذابة المادة وربطها.

توفر أنظمة اللحام بالليزر الحديثة أنواعًا مختلفة من الليزر، بما في ذلك ليزر الألياف، وليزر ثاني أكسيد الكربون، وليزر الصمام الثنائي. ولكل نوع مزايا وعيوب محددة يجب مراعاتها حسب حالة الاستخدام. على سبيل المثال، تشتهر أجهزة ليزر الألياف بجودة شعاعها العالية وكفاءتها في استخدام الطاقة، بينما توفر أجهزة ليزر ثاني أكسيد الكربون عمقًا أكبر للاختراق.

مميزات اللحام بالليزر

1. الدقة والجودة

تتيح آلات اللحام بالليزر عمليات لحام دقيقة للغاية مع الحد الأدنى من التشوه أو التشوه في قطعة العمل. وهذا يؤدي إلى وصلات ملحومة عالية الجودة.

2. السرعة والكفاءة

غالبًا ما تكون عملية اللحام أسرع مقارنة بالطرق التقليدية. يمكن لأنظمة الليزر الآلية تسريع عملية الإنتاج وزيادة الكفاءة.

3. براعة

يمكن أن يجمع اللحام بالليزر مجموعة متنوعة من المواد معًا، بما في ذلك المعادن المختلفة والبلاستيك وحتى المركبات المختلطة.

4. الحد الأدنى من استهلاك المواد

ونظرًا لأن شعاع الليزر شديد التركيز، فإنه لا يتم إذابة سوى كمية محدودة من المواد، مما يقلل من استهلاك المواد.

5. لا توجد إضافات

على عكس بعض عمليات اللحام التقليدية، لا يتطلب اللحام بالليزر عادةً حشوات إضافية، مما يقلل من التكاليف والمعالجة اللاحقة.

تطبيقات في الصناعة

1. صناعة السيارات

في صناعة السيارات، يتم استخدام آلات اللحام بالليزر لإنتاج أجزاء الجسم وإطارات المقاعد وأنظمة العادم والمزيد. تساهم الوصلات الملحومة عالية الدقة في سلامة وطول عمر المركبات.

2. الفضاء الجوي

في صناعة الطيران، يعتبر وزن المكونات أمرًا بالغ الأهمية. توفر آلات اللحام بالليزر وصلات خفيفة الوزن لكنها قوية للعناصر الهيكلية للطائرات والمركبات الفضائية.

3. صناعة الإلكترونيات

يتطلب تصغير المكونات الإلكترونية تقنيات اتصال دقيقة وموثوقة. تتيح أنظمة اللحام بالليزر إنشاء وصلات صغيرة في المكونات الإلكترونية.

4. التكنولوجيا الطبية

في التكنولوجيا الطبية، تُستخدم آلات اللحام بالليزر لإنتاج الغرسات والأدوات والأجهزة الطبية حيث تكون النظافة والدقة ذات أهمية قصوى.

الأخبار والتطورات الحالية

1. التصنيع المضاف (الطباعة ثلاثية الأبعاد) واللحام بالليزر

لقد فتح دمج تقنيات اللحام بالليزر في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد إمكانيات جديدة. يتيح ذلك إنتاج مكونات معقدة ذات وصلات ملحومة عالية القوة.

2. الروبوتات التعاونية

الأتمتة والروبوتات: أدى التقدم في مجال الروبوتات إلى أنظمة لحام ليزر تعاونية حيث يمكن للروبوتات والعمال البشريين العمل معًا بأمان. تتيح هذه المرونة إنتاجًا واستخدامًا أكثر كفاءة في الشركات الصغيرة والمتوسطة.

3. ليزر ألياف ذو طاقة أعلى

أدى تطوير ليزر الألياف ذو الطاقة العالية إلى زيادة سرعات اللحام وتمكين معالجة المواد الأكثر سمكًا.

4. مراقبة الجودة المضمنة

غالبًا ما تكون أنظمة اللحام بالليزر الحديثة مجهزة بضوابط الجودة المضمنة التي يمكنها مراقبة اللحامات في الوقت الفعلي واكتشاف العيوب المحتملة، مما يزيد من جودة الإنتاج.

5. مواد مبتكرة

لقد مكن التقدم في علوم وتكنولوجيا المواد من تطوير مواد جديدة تم تحسينها خصيصًا لعمليات ربط محددة. توفر هذه المواد قوة ومرونة ومقاومة للتأثيرات البيئية.

6. البناء خفيف الوزن والبناء الهجين

تعتبر الهياكل خفيفة الوزن مهمة في العديد من الصناعات لتقليل وزن المنتجات وتحسين كفاءة استخدام الطاقة. توفر العمليات الهجينة، التي يتم فيها الجمع بين تقنيات الربط المختلفة، نطاقًا واسعًا من الإمكانيات لمفاهيم البناء المبتكرة خفيفة الوزن.

الآفاق

أحدثت آلات اللحام بالليزر وأنظمة اللحام بالليزر ثورة في تكنولوجيا الانضمام وتقدم مجموعة واسعة من المزايا من حيث الدقة والسرعة والتنوع والجودة. ومع استمرار البحث والابتكار، من المتوقع أن تتطور هذه التقنيات لغزو المزيد من الصناعات وتحسين التصنيع الصناعي.

تلعب تقنية الانضمام دورًا حاسمًا في الصناعة التحويلية الحديثة، ويعتبر اللحام والقطع من أهم العمليات في هذا المجال. تعد دقة وجودة هذه التقنيات أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج منتجات عالية الجودة في مختلف الصناعات مثل السيارات والطيران وبناء السفن والهندسة الميكانيكية وغيرها الكثير. في هذا النص سوف نلقي نظرة فاحصة على تقنيات اللحام والقطع ونفحص أهميتها وتطوراتها الحالية.

اللحام: إنشاء اتصالات تدوم طويلاً

أهمية اللحام

اللحام هو عملية يتم فيها ربط قطعتين أو أكثر من قطع العمل معًا بشكل دائم بواسطة اللحام. إنها واحدة من أقدم تقنيات الربط وقد تطورت بشكل ملحوظ مع مرور الوقت. يتم استخدام اللحام في مجموعة متنوعة من الصناعات لإنتاج هياكل ومكونات معقدة يجب أن تتحمل الأحمال العالية.

عمليات اللحام وخصائصها

• اللحام بالقوس الكهربائي: اللحام بالقوس الكهربائي هو أحد عمليات اللحام الأكثر استخدامًا. هنا، يتم إنشاء قوس بين القطب الكهربائي وقطعة الشغل، مما يؤدي إلى إذابة المادة وإنشاء رابطة. هناك فئات فرعية مختلفة مثل لحام الغاز النشط للمعادن (MAG) ولحام غاز التنغستن الخامل (TIG).
• اللحام بالليزر: يُعرف اللحام بالليزر بالدقة والجودة الاستثنائية. ويستخدم أشعة ليزر عالية الطاقة لربط المواد ببعضها البعض. تقلل المنطقة المتأثرة بالحرارة المنخفضة من التشوه وتتيح الاستخدام على قطع العمل الحساسة.
• اللحام بشعاع الإلكترون: يتضمن اللحام بشعاع الإلكترون تسليط شعاع مركّز من الإلكترونات على قطعة العمل، وصهر المادة ولحامها. تُستخدم هذه العملية للمواد ذات الكثافة العالية وفي الفراغ.

القطع: تشكيل دقيق لإنتاج فعال

أهمية القطع

يعد القطع خطوة أساسية في التصنيع لتشكيل المواد الخام بالشكل والحجم المطلوب. تعتبر عمليات القطع الدقيقة أمرًا ضروريًا لإنتاج الأجزاء والمكونات ذات التفاوتات المسموح بها.

تقنيات القطع وخصائصها

• القطع بشعاع الليزر: القطع بشعاع الليزر معروف بالدقة والسرعة العالية. يتم توجيه شعاع ليزر عالي الطاقة نحو المادة، مما يؤدي إلى ذوبانها أو تبخرها. وهذا يسمح بقطع المواد الرقيقة والسميكة بدقة كبيرة.
• قطع البلازما: يستخدم قطع البلازما بشكل رئيسي لقطع المعادن. تعمل طائرة البلازما الناتجة عن الغاز المتأين على إذابة المادة، مما يسمح بقطع صفائح أكثر سمكًا.
• قطع المياه: يستخدم قطع المياه نفاثة دقيقة من الماء مع جزيئات كاشطة لقطع المواد. تعتبر هذه الطريقة مثالية للمواد الناعمة أو تلك التي قد تتضرر بسبب درجات الحرارة المرتفعة.

الأخبار والتطورات الحالية

الصناعة 4.0 والأتمتة

وقد استفادت تكنولوجيا الانضمام من التقدم في الأتمتة والصناعة 4.0. يتم استخدام أنظمة اللحام والقطع المعتمدة على الروبوت بشكل متزايد لزيادة الإنتاجية وجعل عمليات التصنيع أكثر كفاءة.

الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي

يتيح دمج الذكاء الاصطناعي في أنظمة اللحام والقطع التحكم بشكل أفضل في العمليات واكتشاف الأخطاء. يمكن للتكنولوجيا ضبط المعلمات تلقائيًا لتحقيق أفضل النتائج وتقليل النفايات.

الابتكارات المادية

أدى التقدم في علوم وتقنيات المواد إلى إنتاج مواد جديدة مُحسّنة خصيصًا للحام والقطع. توفر هذه المواد قوة محسنة ومقاومة للتآكل وخصائص أخرى مهمة لتطبيقات محددة.

الأنظمة الهجينة

إن الجمع بين تقنيات الربط والقطع المختلفة يجعل من الممكن الاستفادة من العمليات المتعددة وتلبية المتطلبات المحددة. يتم استخدام أنظمة اللحام والقطع الهجينة بشكل متزايد في الصناعة.

ركائز الانضمام إلى التكنولوجيا

يعد اللحام والقطع ركيزتين أساسيتين للانضمام إلى التكنولوجيا ويلعبان دورًا حاسمًا في الصناعة التحويلية الحديثة. تعد دقة هذه العمليات وجودتها ضرورية لإنتاج منتجات عالية الجودة. من خلال البحث المستمر والابتكار، من المتوقع أن تستمر تقنيات اللحام والقطع في التحسن لتلبية المتطلبات المتزايدة للصناعة وفتح فرص جديدة في التصنيع.

تعد تقنية الانضمام مجالًا مهمًا في التصنيع وتهتم بتوصيل قطع العمل لإنتاج المنتجات النهائية. يتم استخدام طرق مختلفة لتوصيل قطع العمل بشكل دائم أو مؤقت، اعتمادًا على متطلبات التطبيق المعني. تعد جودة وموثوقية تقنية الانضمام أمرًا بالغ الأهمية لأداء المنتج النهائي ووظائفه. سنلقي في هذا النص نظرة على أساسيات الانضمام إلى التكنولوجيا وسنقدم بعض الأمثلة على عمليات الانضمام المختلفة.

أنواع الانضمام إلى التكنولوجيا

هناك مجموعة متنوعة من عمليات الانضمام التي يمكن اختيارها اعتمادًا على المواد والتطبيقات والمتطلبات المحددة. فيما يلي بعض الأنواع الأكثر شيوعًا لتقنيات الانضمام:

• اللحام: يعد اللحام من أقدم عمليات الربط وأكثرها استخدامًا. ويشمل تقنيات مختلفة مثل اللحام بالقوس واللحام بالليزر واللحام بشعاع الإلكترون والمزيد. يتضمن اللحام ربط قطع العمل بشكل دائم مع اللحام، مما يؤدي إلى ذوبان المادة عند المفصل.
• اللحام: اللحام هو عملية يتم فيها تطبيق اللحام على قطع العمل المراد ربطها. يؤدي تسخين اللحام إلى ذوبانه وربط قطع العمل. على عكس اللحام، فإن اللحام لا يذيب المادة الأساسية.
• اللصق: عند اللصق، يتم ربط قطع العمل مع بعضها البعض باستخدام طبقة من المادة اللاصقة. يعتبر الربط مناسبًا بشكل خاص للمواد التي يصعب لحامها أو الحساسة لدرجات الحرارة المرتفعة.
• التثبيت: عند التثبيت، يتم إدخال المسامير أو المسامير من خلال قطع العمل ليتم توصيلها ثم يتم تشويهها أو لحامها في الأطراف. يؤدي هذا إلى إنشاء اتصال دائم.
• التوصيلات الميكانيكية: تتضمن التوصيلات الميكانيكية تقنيات مثل التثبيت أو التثبيت أو الضغط. لا تتطلب هذه الطرق إجراء تغييرات دائمة على المادة وتسمح بالتفكيك غير المدمر.

أمثلة على تطبيق تكنولوجيا الانضمام

• صناعة السيارات: في صناعة السيارات، تلعب التكنولوجيا دورًا رئيسيًا في صناعة المركبات. يتم استخدام اللحام لتجميع الجسم، في حين يتم استخدام الترابط في زجاج المركبات أو المواد المركبة.
• الفضاء الجوي: يتطلب الفضاء الجوي اتصالات عالية القوة وموثوقة. يتم استخدام اللحام والربط هنا للأجزاء الهيكلية والمحركات ومكونات الطائرات.
• صناعة الإلكترونيات: في صناعة الإلكترونيات، تستخدم عمليات اللحام لإنتاج لوحات الدوائر والمكونات الإلكترونية. يتم استخدام الإلتصاق في تجميع شاشات العرض وشاشات اللمس والعلب.
• التكنولوجيا الطبية: تستخدم التكنولوجيا الطبية المواد اللاصقة وعمليات اللحام لإنتاج الأجهزة الطبية والمزروعات والأطراف الصناعية. يعد الاتصال الدقيق والموثوق أمرًا في غاية الأهمية هنا.
• بناء السفن: يستخدم بناء السفن تقنيات اللحام لإنشاء هياكل السفن ومكوناتها، في حين يتم استخدام التثبيت تقليديًا لربط الألواح والصفائح.

 

تقدم شركة ALPHA LASER، الشركة الرائدة في مجال توفير حلول اللحام بالليزر، أحدث نظام لحام بالليزر بقدرة 1200 واط خلال معرض اللحام والقطع التجاري في مدينة إيسن (من 11 سبتمبر إلى 15 سبتمبر 2023) ، والذي تم تطويره خصيصًا للحام المكونات الكبيرة والحساسة. حيث يصل اللحام التقليدي إلى حدوده. تتيح الأنظمة القوية مهام اللحام التي لم تكن ممكنة في السابق إلا في مناطق TIG / TIG و MIG، ولكن مع مزايا اللحام بالليزر.

مميزات نظام اللحام بالليزر ALPHA LASER 1200W

• نظرًا لانخفاض الحرارة المدخلة إلى المادة، لم يعد التسخين المسبق ضروريًا، مما يوفر الوقت والتكاليف.
• الحد الأدنى من التشوه والتشقق، مما يسمح بلحام المعادن الحرجة والحساسة دون التشقق.
• اللحام المرن: تتيح الأنظمة اللحام النبضي والمستمر حسب التطبيق.

مجالات تطبيق أنظمة اللحام بالليزر 1200 واط

تعتبر أنظمة اللحام بالليزر القوية بقدرة 1200 واط مثالية لمختلف التطبيقات بما في ذلك:

• إصلاح رمح
• الكسوة الصلبة بالأسلاك والمسحوق
• إصلاحات الصب في محطات الطاقة الكهرومائية
• لحام المكونات الكبيرة والحساسة حيث يكون لحام TIG مشكلة
• مع هذه الأنظمة يمكن صهر الأسلاك التي يبلغ قطرها 1.6 ملم.

خيارات التوسع والأتمتة

توفر أنظمة ALPHA LASER 1200 W العديد من خيارات التوسعة، مثل المحاور الدوارة، والفؤوس الدوارة للخدمة الشاقة، والعدسات الدوارة القابلة للإمالة لتحديد موضع شعاع الليزر بسرعة. يسمح برنامج Mabotic مع مجموعة الماسحات الضوئية بمسح الأشكال الهندسية المعقدة للمكونات وبرمجتها ولحامها، مما يتيح أتمتة مهام اللحام.

أنظمة مبتكرة

يمثل إدخال أنظمة اللحام بالليزر ALPHA LASER 1200 W القوية خطوة مهمة في تكنولوجيا اللحام للمكونات الحساسة. باستخدام هذه الأنظمة المبتكرة، يمكن تنفيذ مهام اللحام الصعبة بدقة وكفاءة، مع تجنب عيوب عمليات اللحام التقليدية.

لمزيد من المعلومات حول أنظمة اللحام بالليزر ALPHA LASER وتطبيقاتها المحتملة، تفضل بزيارة جناح المعرض 5C10 أو www.alphalaser.eu

 

المصدر: بيان صحفي بتاريخ 31، 23 يوليو

لحام TIG (لحام غاز التنغستن الخامل) هو عملية لحام بالقوس تستخدم قطبًا كهربائيًا من التنغستن غير المنصهر لإنشاء اللحام. وهي إحدى عمليات اللحام بالغاز الخامل لأنه يتم استخدام غاز خامل، عادة الأرجون أو الهيليوم، أثناء عملية اللحام لحماية المعدن المنصهر من التفاعل مع الأكسجين والنيتروجين الموجود في الهواء.

عملية لحام TIG

• التحضير: يتم أولاً تنظيف قطع العمل المراد لحامها ووضعها بدقة. يتم تحديد موضع اللحام والقطب الكهربائي بعناية.
• هيكل آلة اللحام: يتم تعديل آلة اللحام حسب المتطلبات. يتم تعديل تيار اللحام ومعدل تدفق الغاز والمعلمات الأخرى.
• قطب التنغستن والغاز: يتم إدخال قطب التنغستن غير القابل للذوبان في مسدس اللحام. يتم توفير الغاز الخامل لحماية منطقة اللحام من الأكسدة والتلوث.
• عملية اللحام: يبدأ اللحام القوس عن طريق تقريب قطب التنغستن من قطعة العمل ثم إزالته مرة أخرى. يتم إنشاء القوس وذوبان المادة.
• مواد إضافية: إذا كانت هناك حاجة إلى مواد لحام إضافية، يتم إدخالها يدويًا إلى منطقة اللحام. يمكن التحكم بدقة في إضافة مادة الحشو وفي بعض الحالات لا يكون ذلك ضروريًا اعتمادًا على مهمة اللحام.
• اللحام: يقوم قطب التنغستن وحوض اللحام بإنشاء اللحام. تعتمد جودة التماس على سرعة اللحام وتيار اللحام ودقة اللحام.

مميزات اللحام TIG

• يتيح لحام TIG طبقات لحام دقيقة ونظيفة للغاية.
• نظرًا لأن قطب التنغستن لا يذوب، فإنه لا يتم دمجه في اللحام ولا يساهم في مادة اللحام.
• إن استخدام الغاز الخامل كحماية يخلق منطقة لحام نقية مع الحد الأدنى من خطر التلوث.
• يمكن استخدام هذه العملية على معادن مختلفة مثل الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والنحاس والنيكل.
• نظرًا لدقته وتحكمه، يتطلب لحام TIG مستوى معينًا من الخبرة والمهارة من جانب عامل اللحام.

تطبيقات اللحام TIG

يتم استخدام لحام TIG في العديد من الصناعات، خاصة عندما يتم وضع متطلبات عالية على جودة اللحام. أمثلة على التطبيقات هي:

• تصنيع قطع غيار الطائرات والمركبات الفضائية التي تتطلب لحامات عالية القوة وموثوقة.
• الصناعات الغذائية والصيدلانية، حيث تعتبر اللحامات النظيفة وغير الملوثة ضرورية للنظافة والسلامة.
• تصنيع الحاويات وخطوط الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ حيث تتطلب اللحامات الدقيقة والمحكمه.
• أعمال الحديد وأشغال المعادن حيث تكون اللحامات الدقيقة مطلوبة للأغراض الجمالية والزخرفية.

الدقة والتنوع

نظرًا لدقته وتعدد استخداماته، فإن لحام TIG هو عملية لحام مستخدمة على نطاق واسع وتستخدم في العديد من التطبيقات الصعبة. إنها تتيح لحامات عالية الجودة ومتينة وتحظى بتقدير عمال اللحام ذوي الخبرة في مختلف الصناعات.