เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่ครอบคลุมซึ่งรวมเทคโนโลยีเลเซอร์ เทคโนโลยีการเชื่อม เทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ เทคโนโลยีวัสดุ เทคโนโลยีการผลิตเชิงกล และการออกแบบผลิตภัณฑ์ สุดท้ายนี้ไม่ได้เป็นเพียงชุดอุปกรณ์พิเศษที่สมบูรณ์เท่านั้น แต่ยังเป็นกระบวนการสนับสนุนอีกด้วย ในฐานะที่เป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์มีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในอุตสาหกรรมการผลิตการบินในอนาคต ทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยประเด็นต่อไปนี้:
1, การเชื่อมด้วยเลเซอร์ฟิลเลอร์ลวด
โดยทั่วไป ลวดเชื่อมไม่จำเป็นต้องใช้ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ แต่ช่องว่างในการเชื่อมนั้นสูงมาก ซึ่งบางครั้งก็ยากที่จะรับประกันได้ในการผลิตจริง ซึ่งจะจำกัดช่วงการใช้งาน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ด้วยลวดเติมสามารถลดความต้องการในการกวาดล้างการประกอบได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น สำหรับแผ่นโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีความหนา 2 มม. หากไม่ได้ใช้ลวดเติม ช่องว่างของแผ่นจะต้องเป็นศูนย์เพื่อให้ได้การขึ้นรูปที่ดี เช่น ลวดเชื่อม φ 1.6 มม. ที่เป็นโลหะเติมสามารถให้รอยเชื่อมที่ดีได้แม้ว่า ช่องว่างเพิ่มขึ้นเป็น 1.0 มม. นอกจากนี้ลวดฟิลเลอร์ยังสามารถปรับองค์ประกอบทางเคมีหรือทำการเชื่อมหลายชั้นของแผ่นหนา
2,การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบหมุนด้วยลำแสง
วิธีการหมุนลำแสงเลเซอร์สำหรับการเชื่อมยังช่วยลดความต้องการของการประกอบแนวเชื่อมและการจัดแนวลำแสงได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น เมื่อแผ่นเหล็กอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูงหนา 2 มม. ถูกชน ช่องว่างการประกอบข้อต่อก้นที่อนุญาตจะเพิ่มขึ้นจาก 0.14 มม. เป็น 0.25 มม. สำหรับจานหนา 4 มม. จะเพิ่มจาก 0.23 มม. เป็น 0.30 มม. ข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งที่อนุญาตระหว่างศูนย์กลางลำแสงและศูนย์กลางการเชื่อมเพิ่มขึ้นจาก 0.25 มม. เป็น 0.5 มม.
3, การตรวจจับและควบคุมคุณภาพการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบออนไลน์
การใช้แสง เสียง และสัญญาณการชาร์จของพลาสม่าเพื่อตรวจจับกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้กลายเป็นจุดสนใจในการวิจัยทั้งในและต่างประเทศในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา และผลการวิจัยบางส่วนได้บรรลุระดับการควบคุมแบบวงปิดแล้ว เซ็นเซอร์ที่ใช้ในระบบตรวจจับและควบคุมคุณภาพการเชื่อมด้วยเลเซอร์ และฟังก์ชันต่างๆ ของเซ็นเซอร์นั้นแนะนำโดยย่อดังนี้
(1) เซ็นเซอร์ตรวจสอบพลาสม่า
1) เซ็นเซอร์ออปติคัลพลาสม่า (PS): หน้าที่ของมันคือการรวบรวมสัญญาณอัลตราไวโอเลตที่มีลักษณะเฉพาะของพลาสมา
2) เซ็นเซอร์ประจุพลาสม่า (PCS): ใช้หัวฉีดเป็นโพรบเพื่อตรวจจับความต่างศักย์ระหว่างหัวฉีดและชิ้นงานเนื่องจากการแพร่ที่ไม่สม่ำเสมอของอนุภาคประจุพลาสม่า (ไอออนบวกและอิเล็กตรอน)
(2) ฟังก์ชั่นระบบ
1) ระบุโหมดของกระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ กระบวนการเชื่อมแบบเจาะลึกที่เสถียรด้วยพลาสมาและสัญญาณ PS และ PCS ที่แรง
กระบวนการเชื่อมแบบการนำความร้อนที่เสถียร ไม่มีการสร้างพลาสมา และสัญญาณ PS และ PCS เกือบเท่ากับศูนย์
ในกระบวนการเชื่อมในโหมดที่ไม่เสถียร พลาสมาจะถูกสร้างขึ้นและหายไปเป็นระยะๆ และสัญญาณ PS และ PCS จะขึ้นและลงเป็นระยะตามลำดับ
2) วินิจฉัยว่ากำลังเลเซอร์ที่ส่งไปยังพื้นที่เชื่อมเป็นปกติหรือไม่ เมื่อพารามิเตอร์อื่น ๆ แน่ชัด ความแรงของสัญญาณ PS และ PCS จะสัมพันธ์กับพลังงานตกกระทบที่บริเวณการเชื่อม ดังนั้นโดยการตรวจสอบสัญญาณ PS และ PCS เราจึงทราบได้ว่าระบบนำแสงเป็นปกติหรือไม่และกำลังไฟฟ้าในพื้นที่เชื่อมผันผวนหรือไม่
3) การติดตามความสูงของหัวฉีดอัตโนมัติ สัญญาณ PC จะลดลงเมื่อระยะห่างของชิ้นงานหัวฉีดเพิ่มขึ้น การใช้กฎข้อนี้สำหรับการควบคุมวงปิดช่วยให้มั่นใจได้ว่าระยะห่างระหว่างหัวฉีดและชิ้นงานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และติดตามทิศทางความสูงได้โดยอัตโนมัติ
4)การเพิ่มประสิทธิภาพตำแหน่งโฟกัสอัตโนมัติและการควบคุมแบบวงปิด ในช่วงของการเชื่อมแบบเจาะลึก เมื่อตำแหน่งลำแสงโฟกัสผันผวน สัญญาณออปติคัลพลาสม่าที่ได้รับจาก PS ก็เปลี่ยนไปเช่นกัน และสัญญาณ PS ที่ตำแหน่งโฟกัสที่ดีที่สุด (ในขณะนี้ รูจะลึกที่สุด) จะเล็กที่สุด ตามกฎหมายนี้ การเพิ่มประสิทธิภาพอัตโนมัติและการควบคุมตำแหน่งโฟกัสแบบวงปิดสามารถรับรู้ได้ เพื่อให้ตำแหน่งโฟกัสผันผวนน้อยกว่า 0.2 มม. และความลึกของการเจาะทะลุน้อยกว่า 0.05 มม.
สรุป:
แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะใช้กันอย่างแพร่หลาย แต่ผู้คนก็ยังคงทำการวิจัยเชิงลึกเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้ต่อไป ในแง่ของข้อบกพร่อง ประสิทธิภาพการทำความร้อนของแหล่งความร้อนอื่นๆ จะใช้เพื่อปรับปรุงความร้อนของเลเซอร์ไปยังชิ้นงาน บนพื้นฐานของการรักษาข้อดีของการให้ความร้อนด้วยเลเซอร์ เลเซอร์และแหล่งความร้อนอื่นๆ ใช้สำหรับการเชื่อมแหล่งความร้อนแบบคอมโพสิต ส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์และอาร์ค เลเซอร์และอาร์คพลาสม่า เลเซอร์และการเชื่อมแบบไฮบริดแหล่งความร้อนเหนี่ยวนำ และการเชื่อมด้วยลำแสงเลเซอร์คู่ การเชื่อมแบบผสมสามารถเพิ่มการเจาะเชื่อม ปรับปรุงประสิทธิภาพข้อต่อ ลดต้นทุนอุปกรณ์ และปรับปรุงความเร็วในการเชื่อมและผลผลิต กล่าวโดยย่อ การเชื่อมด้วยเลเซอร์มีประสิทธิภาพการผลิตสูง คุณภาพการประมวลผลที่เสถียรและเชื่อถือได้ และผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่ดี ในยุคที่อุปกรณ์ใหม่ วัสดุใหม่ เทคโนโลยีใหม่ และกระบวนการใหม่ ๆ ที่ไม่มีวันสิ้นสุดและมีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตไม่ควรเข้าใจเฉพาะคุณลักษณะ ข้อดี และข้อกำหนดของการเชื่อมด้วยเลเซอร์เท่านั้น แต่ยังตระหนักถึงนวัตกรรมมากมายและแนวโน้มในอนาคตในด้านนี้ ด้วยวิธีนี้เท่านั้นที่พวกเขาสามารถเข้าใจกระแสความนิยมของเทคโนโลยีและเดินอยู่ในแนวหน้าของเวลาเสมอ