يمتلك النحاس موصلة كهربائية لا مثيل لها ومقاومة للتآكل. ومع ذلك، يمكن أن يكون العمل مع هذا المعدن المدهش صعباً عندما يتعلق الأمر باللحام.موهبتها الحرارية العالية والانعكاسية تجعلها أكثر صعوبة في دمجها باستخدام الطرق التقليدية.لحام بالليزريقدم حلًا قويًا لهذه المشاكل، يفتح إمكانات النحاس مع التحكم الدقيق في الحرارة والتركيز.
في هذه المقالة، سوف نستكشف التحديات التي يقدمها هذا المعدن الفريد، ونستكشفلحام بالليزرلذا أحضروا نظاراتكم الآمنة ومؤشرات الليزر، حان الوقت لاحتلال المعدن الأحمر!
تحديات لحام النحاس
يمتلك النحاس طاقة الليزر الممتازة، والقدرة على توصيل الكهرباء، والقدرة على توصيل الحرارة، ومقاومة التآكل. وبسبب هذه الصفات، يمتلك النحاس مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات مختلفة.مع ذلك، عندما يتعلق الأمر لحام الليزر، هذا المعدن متعدد الاستخدامات يقدم مجموعة من التحديات الخاصة به بسبب خصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة.
1. التوصيل الحراري
يمتلك النحاس أعلى قدرة على التوصيل الحراري بين المعادن الهندسية الأخرى. الحرارة المطبقة أثناء اللحام تتبخر بسرعة في جميع أنحاء المادة ،مما يجعل من الصعب تحديد الحرارة اللازمة لتشكيل حوض لحام قويهذا يمكن أن يؤدي إلى اندماج غير كامل، لحام ضعيف، وزيادة مقاومة الشقوق.
2التأمل
النحاس لديه أيضاً انعكاس عالية و لحام عالي الجودة، مما يمكن أن يؤدي إلى طبقة أخرى من التعقيد عند استخدامه.شعاع الليزر ينعكس عن السطح ويقلل من الطاقة التي تمتصها المعدنهذا يتطلب أعلىطاقة الليزر، والتي تفاقم المزيد من مشاكل التبخر الحراري وتسببلحامعيوب النحاس مثل مسامية ومعدلات الرذاذ.
3الأكسدة
النحاس بسهولة تشكل أكسيدات في درجات حرارة عالية، مما يشكل تحديا كبيرا لللحام.الميكانيكيةإذا كنت ترغب في تجنب هذه المشكلة، قد تحتاج إلى توخي المزيد من الحذر مع تقنيات الحماية واختيار التدفق.
بالإضافة إلى هذه الخصائص الرئيسية، العديد من العوامل الأخرى تسهم في صعوبة لحام النحاس.لحامبالإضافة إلى ذلك، توافر المعادن الملائمة لملء للصلب محدود، مما يضيف إلى تحديات الصلب.
4 مزايالحام بالليزرالنحاس
لحام بالليزرأصبحت التكنولوجيا المفضلة لجمع مكونات النحاس لأنها توفر العديد من المزايا على الطرق التقليدية مثل قوسلحام أو لحامبعض الفوائد الرئيسية هي:
1لحام عالي الجودة
إن تسليم الطاقة الدقيق لعملية اللحام ينتج لحامًا نظيفًا وقويًا مع الحد الأدنى من التشوه الحراري.
2. اختراق عميقلحامالعملية
شعاع الليزر المركز منلحام بالليزريسمح بتخزين لحام أعمق مقارنةً بالطرق التقليدية. كما أنه معروف بتعزيز قوة المقاومة والمقاومة.
3. التوصيل الحراريلحامالعملية
تسخين النحاس المحليلحاميقلل من المنطقة المتأثرة بالحرارة ، وبالتالي يقلل من التشوه والشقوق.
4تحسين الموصلية الكهربائية
النحاسلحامتساعد هذه العملية على تسهيل التحكم الدقيق وحماية الغازات الخاملة. في الوقت نفسه ، يمكن أن تمنع الأكسدة والحفاظ على التوصيل الممتاز للنحاس في منطقة اللحام.
أي طريقة لحام بالليزر هي الأفضل للنحاس؟
تحديد أفضل نوع من النحاسلحام بالليزرتعتمد هذه الطريقة إلى حد كبير على تفضيلات العملاء ومتطلباتهم. وفيما يلي بعض من أفضل الطرق لحام النحاس:
1.لحام ليزر موجة مستمرة (CW)
من بين أمور أخرىلحام بالليزرالعمليات، الموجة المستمرةلحام بالليزرمناسبة لحام الاختراق العميق لقطع النحاس السميكة. على عكس تقنيات الليزر المتقطعة الأخرى ، توفر الليزر المتواصلة شعاعًا مستمرًا من الطاقة وشعاعًا مستقرًا.
الميزة:
يوفر إدخال حرارة ثابت
الـلحامالسرعة عالية والكفاءة عالية
سيطرة جيدة على عمق اللحام
نقص:
يجب التحكم في الطاقة بعناية لتجنب الدخول الحراري المفرط والتشوه.
قد لا تكون مناسبة لقطع رقيق بسبب اختراق الحرارة العالي.
2.ليزر الديود الأخضر
ليزر الديودات الخضراء هي الأنسب للاتصال أوراق النحاس الرقيقة، واللحام الدقيق، والتصنيع الإضافي.إنها تصدر ضوء أخضر مركز يتوافق تماماً مع النحاستقنيات اللحام
الميزة:
بسبب طول الموجة الأقصر (حوالي 515 نانومتر).
يتم تقليل إدخال الحرارة مقارنة بليزر الأشعة تحت الحمراء التقليدية ، مما يقلل من التشوه والبرق.
التحكم الدقيق في حجم اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة.
نقص:
طاقة محدودة مقارنة بأنواع أخرى من الليزر
تقنية جديدة نسبياً
تكاليف المعدات أعلى.
3.ليزر الألياف
أشعة الليزروقد ظهرت كمنافسين قويين، وتقدم حلول متنوعة وفعالة لحام النحاس.الليزرهي الأنسب لمجموعة متنوعة من سمك النحاس وتعددية التطبيقات.
الميزة:
قوة عالية ونوعية شعاع
مناسبة لكل من الأجزاء الرقيقة والسميكة
خيارات طول موجة مرنة (915 نانومتر، 1064 نانومتر) يمكن تخصيصها لسبائك النحاس الخاصة.
تصميم صغير وفعال
نقص:
النحاس النقي لديه معدل امتصاص أقل.
يتطلب تحسين المعلمات بعناية لتجنب المشاكل المتعلقة بالحرارة
4الليزر تحت الحمراء
الأشعة تحت الحمراءالليزروهي معروفة بتوصيل المكونات الحساسة مثل الأسلاك والدوائر في الهواتف الذكية والأجهزة الاستشعارية، ولوحات الدوائر المطبوعة.ومبادلات الحرارة للسيارات الكهربائيةبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الليزر تحت الحمراء لإنشاء هياكل خفيفة الوزن وقوية للطائرات والمركبات الفضائية.
الميزة:
بالمقارنة مع تقنيات الليزر الحديثةالليزريقدمون خيارًا أرخص لحام النحاس.
لحام الليزر بالأشعة تحت الحمراء هي تقنية ناضجة مع بنية تحتية راسخة ومعدات متاحة بسهولة.
الأشعة تحت الحمراءالليزريمكن استخدامه مع مجموعة متنوعة منلحامتقنيات، بما في ذلك التوصيللحامثقب المفتاحلحام، والانتشار العميقلحام.
نقص:
إدخال الحرارة العالية يمكن أن يسبب الرذاذ والثقب في اللحام.
هذه العملية تتطلب المزيد من التنظيف و قد تؤثر على قوة المفاصل
الـ HAZ الكبيرة و التشوه المحتمل يجعل الليزر تحت الحمراء أقل ملاءمة للدقة العاليةلحاممن ورق نحاس رقيق