लेजर वेल्डिंग का ज्ञान (विषय दो): लेजर स्विंग वेल्डिंग – दोष नियंत्रण

एक उन्नत प्रसंस्करण उपकरण के रूप में, लेज़र औद्योगिक वेल्डिंग के क्षेत्र में लगातार महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है। यद्यपि पारंपरिक लेज़र वेल्डिंग तकनीक इन दोषों को कुछ हद तक नियंत्रित कर सकती है, लेकिन इसका प्रभाव अक्सर निश्चित वेल्डिंग मापदंडों और प्रक्रियाओं द्वारा सीमित होता है। हाल के वर्षों में, लेज़र स्विंग वेल्डिंग तकनीक के आगमन ने वेल्डिंग दोषों को नियंत्रित करने का एक नया समाधान प्रदान किया है। वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान लेज़र बीम के स्विंग को शामिल करके, यह तकनीक वेल्ड पूल की गतिशील विशेषताओं में उल्लेखनीय सुधार कर सकती है, जिससे वेल्डिंग की गुणवत्ता को अनुकूलित किया जा सकता है। लेज़र स्विंग वेल्डिंग तकनीक मुख्य रूप से लेज़र बीम के सटीक नियंत्रण और स्विंग तकनीक पर आधारित है, जिससे कुशल और उच्च-गुणवत्ता वाली वेल्डिंग प्राप्त की जा सकती है।

रूप-रंग में सुधार करें:

दौरानवेल्डिंग प्रक्रियाइस वेल्डिंग प्रक्रिया में, लेजर बीम को पूरे वेल्डिंग क्षेत्र को कवर करने के लिए तेजी से और सटीक रूप से घुमाया जाता है। जब बीम वेल्ड की दिशा में आगे बढ़ता है, तो यह वृत्त, 8 के आकार और हेलिक्स जैसे विभिन्न रूपों में दोलन करता है। चेन एट अल. ने असमान एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं को वेल्ड करने के लिए स्विंग लेजर का उपयोग किया, और बिना स्विंग लेजर वेल्डिंग की तुलना में, स्विंग लेजर वेल्डिंग की आगे और पीछे की वेल्ड आकृति में उल्लेखनीय सुधार देखा गया। इसके अलावा, खांचे की क्लीयरेंस अनुकूलता बढ़ाने के लिए अनुप्रस्थ स्विंग लेजर वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है। कुछ प्रवाहकीय कनेक्शन वर्कपीस पर, ओवरकरंट क्षेत्र को बढ़ाना आवश्यक होता है, धातु कनेक्शन सतह को भी बढ़ाना आवश्यक होता है, और धातु कनेक्शन सतह को "U" आकार देने के लिए लेजर वेल्डिंग को घुमाना भी आवश्यक होता है।

1. (क) और (ख) विभिन्न स्विंग मोड के तहत वेल्ड क्रॉस सेक्शन आकृति विज्ञान और वेल्ड आकार के आँकड़े; (ग) विभिन्न स्विंग मोड के तहत वेल्ड की ऊपरी सतह का निर्माण।

कमजोर पार्श्व दीवार संलयन में सुधार करें:

मध्यम मोटाई वाली प्लेटों की पारंपरिक संकीर्ण अंतराल वाली लेजर वेल्डिंग में पार्श्व दीवारों के असंलयन की समस्या आम है। इसका कारण खांचे के मुख में लेजर ऊर्जा का असमान वितरण है, खांचे के केंद्र में ऊष्मा का प्रवाह अधिक होता है और पार्श्व दीवारों में ऊष्मा का प्रवाह कम होता है, जिससे अच्छा संयोजन नहीं बन पाता। असंलयन की समस्या को दूर करने का मुख्य उपाय पार्श्व दीवारों में ऊष्मा प्रवाह को बढ़ाना है। लेजर वेल्डिंग की प्रक्रिया में, बीम स्विंग के माध्यम से वर्कपीस की सतह पर लेजर बीम की ऊर्जा का अधिक उचित वितरण किया जा सकता है। खांचे की चौड़ाई में परिवर्तन होने पर, बीम स्विंग के आयाम को खांचे की चौड़ाई के अनुरूप समायोजित किया जाता है, जिससे पार्श्व दीवारों में प्रभावी ऊष्मा प्रवाह सुनिश्चित होता है।

2. दोलन के साथ या बिना लेजर वेल्डिंग के लिए पहली परत (L1) से सातवीं परत (L7) तक वेल्ड की स्थूल छवि।

छिद्र संबंधी दोषों को कम करें:

वेल्डिंग छिद्रों पर लेजर स्विंग के अवरोधन तंत्र का कारण छोटे छिद्रों की स्थिरता में सुधार और तरल धातु की तरलता में वृद्धि है। चित्र 3 वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान ट्रेसर कणों द्वारा दर्शाए गए पिघले हुए पूल के प्रवाह व्यवहार को दर्शाता है। प्रकाश किरण के हिलने-डुलने से छोटे छिद्र में उच्च आवृत्ति और उच्च गति वाली घूर्णी हलचल उत्पन्न होती है, जो बुलबुले के अतिप्रवाह को बढ़ावा देती है और ठोस छिद्रों पर "फंसाने" का प्रभाव डालती है। साथ ही, प्रकाश किरण के हिलने-डुलने से छोटे छिद्र का क्षेत्रफल बढ़ता है और उसके अस्थिर रूप से ढहकर बुलबुले बनने की संभावना कम हो जाती है।

3. (a) और (b) वेल्डिंग के दौरान ट्रेसर कणों के प्रक्षेप पथ; कीहोल ओपनिंग क्षेत्र: (c) कोई स्विंगिंग लेजर नहीं (d) स्विंगिंग लेजर।

दरार संबंधी दोषों को कम करें:

थर्मल क्रैक वेल्डिंग प्रक्रिया में आंतरिक तनाव और धातुकर्म कारकों की परस्पर क्रिया के कारण उत्पन्न होने वाला एक प्रकार का दोष है, जो अक्सर वेल्डिंग के ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में पाया जाता है। इस प्रकार की दरारों का बनना उच्च तापमान पर सामग्री की संवेदनशीलता, वेल्डिंग तनाव और सामग्री की रासायनिक संरचना से संबंधित है। पारंपरिक लेजर वेल्डिंग तकनीक वेल्डिंग प्रक्रिया में थर्मल क्रैक उत्पन्न कर सकती है, मुख्य रूप से निम्नलिखित कारणों से: पहला, लेजर वेल्डिंग में उच्च ऊर्जा इनपुट के कारण वेल्डिंग क्षेत्र का तेजी से गर्म होना और ठंडा होना, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ा थर्मल ग्रेडिएंट और थर्मल तनाव उत्पन्न होता है; दूसरा, वेल्डिंग प्रक्रिया में धातुकर्म प्रतिक्रिया के कारण कम गलनांक वाले अशुद्ध तत्वों का पृथक्करण हो सकता है, जिससे एक भंगुर अवस्था बनती है और दरारों की संवेदनशीलता बढ़ जाती है। अंत में, सामग्री के तेजी से जमने से सूक्ष्म संरचना में विषमता आ सकती है, और स्तंभनुमा क्रिस्टलों की वृद्धि दिशा पिघले हुए पूल से केंद्र की ओर होती है, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है। इस स्थिति में, दरार पड़ने की संवेदनशीलता काफी बढ़ जाती है।

4. लेजर वेल्डिंग सॉलिडिफिकेशन मोड (ए) पारंपरिक लेजर वेल्डिंग (बी) स्विंग लेजर वेल्डिंग।

दोलनशील लेजर वेल्डिंग तकनीक दोलनशील लेजर बीम का उपयोग करके गर्म दरारों की घटना को प्रभावी ढंग से कम या समाप्त कर सकती है। दोलनशील लेजर वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान, लेजर बीम का आवधिक दोलन पिघले हुए धातु के पूल में धातु के प्रवाह को बढ़ावा देता है, जिससे सूक्ष्म संरचना की एकरूपता में सुधार होता है, और पिघले हुए पूल के केंद्र में कण समानांतर रूप से बढ़ते हैं, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। ये समानांतर कण दरार के प्रसार को रोकने के लिए एक सुरक्षात्मक अवरोध के रूप में कार्य करते हैं और आगे दरार के प्रसार को रोकने के लिए एक तापीय इन्सुलेशन परत के रूप में कार्य करते हैं। साथ ही, दोलनशील लेजर घटक पृथक्करण के कारण भंगुर चरण के निर्माण को कम करने में मदद करता है, जिससे तापीय दरार का खतरा कम हो जाता है।

5. (A) पारंपरिक लेजर वेल्डिंग वेल्ड की ठोसकरण सूक्ष्म संरचना विशेषताएँ (B) लेजर स्विंग वेल्ड (CCW) की ठोसकरण सूक्ष्म संरचना विशेषताएँ।

लेजर सेल्फ-फ्यूजन वेल्डिंग की तुलना में, स्विंग लेजर वेल्डिंग तकनीक को सरंध्रता की प्रवृत्ति को कम करने और पार्श्व दीवारों के असंलयन जैसे दोषों को सुधारने के एक प्रभावी तरीके के रूप में मान्यता दी गई है। पिघले हुए पूल पर बीम के सरगर्मी प्रभाव के कारण, यह गैप फिट को बेहतर बनाने, सूक्ष्म संरचना की एकरूपता में सुधार करने और कणों को परिष्कृत करने में महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है। लेजर स्विंग वेल्डिंग तकनीक के अनुप्रयोग से लेजर वेल्डिंग का उपयोग व्यापक रूप से किया जा सकता है, और बड़े वर्कपीस और चौड़े वेल्ड के लिए लेजर कुशल परिशुद्ध वेल्डिंग प्राप्त की जा सकती है, यानी उत्पाद की मूल प्रक्रिया और असेंबली सटीकता में सुधार की आवश्यकता नहीं है।