लेजर वेल्डिंग तकनीक के अद्वितीय लाभ
1. लेजर वेल्डिंग प्रौद्योगिकी
कार्य सिद्धांत: लेजर-सक्रिय माध्यमों (जैसे CO₂ और अन्य गैसों का मिश्रण, YAG (येट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट क्रिस्टल आदि) को एक विशिष्ट तरीके से उत्तेजित किया जाता है, जिससे वे एक अनुनादी गुहा के भीतर आगे-पीछे कंपन करते हैं और एक उत्तेजित विकिरण किरण उत्पन्न करते हैं। जब यह किरण वस्तु के संपर्क में आती है, तो उसकी ऊर्जा अवशोषित हो जाती है। तापमान पदार्थ के गलनांक तक पहुँचने पर वेल्डिंग की जा सकती है।
2. प्रमुख मापदंडलेजर वेल्डिंग प्रौद्योगिकी
(1) शक्ति घनत्व
कम विद्युत घनत्व पर, सतह की परत को क्वथनांक तक पहुँचने में कुछ मिलीसेकंड लगते हैं। सतह के वाष्पीकरण से पहले, निचली परत पिघल जाती है, जिससे उच्च गुणवत्ता वाले संलयन वेल्ड के निर्माण में सहायता मिलती है।
(2) लेजर पल्स तरंगरूप
लेजर पल्स चक्र के दौरान धातुओं की परावर्तनशीलता गतिशील रूप से बदलती रहती है। सतह का तापमान गलनांक तक पहुँचने पर यह तेजी से गिरती है और सतह के पिघली हुई अवस्था में होने पर एक स्थिर मान पर स्थिर हो जाती है।
(3) लेजर पल्स चौड़ाई
हालांकि, पल्स की चौड़ाई बढ़ाने से पीक पावर कम हो जाती है। इसलिए, ऊष्मा चालन वेल्डिंग में आमतौर पर लंबी पल्स चौड़ाई का उपयोग किया जाता है, जिससे चौड़ी और उथली वेल्ड सीम बनती हैं जो पतली और मोटी प्लेटों की लैप वेल्डिंग के लिए विशेष रूप से उपयुक्त होती हैं।
हालांकि, कम पीक पावर के कारण अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न हो सकती है। प्रत्येक सामग्री की एक इष्टतम पल्स चौड़ाई होती है जो वेल्ड पेनिट्रेशन को अधिकतम करती है।
(4) डिफोकस मात्रा
(5) डिफोकस मोड
ज्यामितीय प्रकाशिकी सिद्धांत के अनुसार, वेल्डिंग सतह से समान दूरी पर स्थित तलों पर (धनात्मक और ऋणात्मक डीफोकस स्थितियों में) शक्ति घनत्व लगभग समान होता है। हालांकि, व्यवहार में, परिणामी वेल्ड पूल के आकार में थोड़ा अंतर होता है। ऋणात्मक डीफोकस से वेल्ड का प्रवेश अधिक होता है, जो वेल्ड पूल निर्माण प्रक्रिया से संबंधित है।
(6) वेल्डिंग गति
किसी दी गई लेजर शक्ति और विशिष्ट सामग्री की मोटाई के लिए, एक इष्टतम वेल्डिंग गति सीमा मौजूद होती है, जिसके भीतर संबंधित गति मान पर अधिकतम वेल्ड पैठ प्राप्त की जा सकती है।
(7) परिरक्षण गैस
परिरक्षण गैस तीन प्रमुख कार्य करती है:
- वेल्ड पूल को वायुमंडलीय प्रदूषण से बचाएं।
- फोकसिंग लेंस को धातु वाष्प संदूषण और पिघली हुई बूंदों के छींटों से बचाएं - यह उच्च-शक्ति लेजर वेल्डिंग में एक महत्वपूर्ण कार्य है जहां छींटे अत्यधिक ऊर्जावान होते हैं।
- उच्च-शक्ति लेजर वेल्डिंग के दौरान उत्पन्न प्लाज्मा बादल को प्रभावी ढंग से फैलाना। धातु वाष्प लेजर ऊर्जा को अवशोषित करके प्लाज्मा में परिवर्तित हो जाती है; अत्यधिक प्लाज्मा लेजर किरण की ऊर्जा को क्षीण कर सकता है।
3. लेजर वेल्डिंग तकनीक के अनूठे प्रभाव
- वेल्ड शुद्धिकरण प्रभाव: जब लेजर किरण वेल्ड सीम पर पड़ती है, तो सामग्री में मौजूद ऑक्साइड अशुद्धियाँ मूल धातु की तुलना में लेजर ऊर्जा को कहीं अधिक कुशलता से अवशोषित करती हैं। ये अशुद्धियाँ तेजी से गर्म होकर वाष्पीकृत हो जाती हैं और बाहर निकल जाती हैं, जिससे वेल्ड में अशुद्धियों की मात्रा काफी कम हो जाती है। इस प्रकार,लेसर वेल्डिंगयह न केवल वर्कपीस के संदूषण को रोकता है बल्कि सामग्री को सक्रिय रूप से शुद्ध भी करता है।
- फोटो-विस्फोट शॉक प्रभाव: अत्यधिक उच्च शक्ति घनत्व पर, तीव्र लेजर विकिरण वेल्ड सीम में धातु का तेजी से वाष्पीकरण करता है। उच्च वेग वाले धातु वाष्प के दबाव में, वेल्ड पूल में पिघली हुई धातु विस्फोटक रूप से छिटकती है। शक्तिशाली शॉकवेव सामग्री में गहराई तक फैलती है, जिससे एक पतला कीहोल बनता है। वेल्डिंग के दौरान लेजर बीम के चलने से, आसपास की पिघली हुई धातु लगातार कीहोल को भरती है और ठोस होकर एक मजबूत, गहरी पैठ वाली वेल्ड बनाती है।
- डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंग में कीहोल प्रभाव: जब 10⁷ W/cm² तक की शक्ति घनत्व वाली लेजर किरण किसी पदार्थ पर पड़ती है, तो वेल्ड में ऊर्जा का प्रवेश दर, चालन, संवहन और विकिरण के माध्यम से होने वाली ऊष्मा हानि की दर से कहीं अधिक हो जाता है। इससे लेजर-विकिरणित क्षेत्र में धातु का तेजी से वाष्पीकरण होता है, जिससे उच्च दाब वाले वाष्प के नीचे वेल्ड पूल में एक कीहोल बन जाता है।
खगोलीय ब्लैक होल के समान, कीहोल आपतित लेजर ऊर्जा का लगभग सारा भाग अवशोषित कर लेता है, जिससे किरण सीधे कीहोल के तल तक प्रवेश कर जाती है। कीहोल की गहराई वेल्ड की प्रवेश गहराई निर्धारित करती है।
- कीहोल की पार्श्व दीवारों पर लेजर फोकसिंग प्रभाव: वेल्ड पूल में कीहोल निर्माण के दौरान, कीहोल की पार्श्व दीवारों पर आपतित लेजर किरणें आमतौर पर एक बड़े आपतन कोण पर पड़ती हैं। ये किरणें पार्श्व दीवारों से परावर्तित होकर कीहोल के तल की ओर बढ़ती हैं, जिसके परिणामस्वरूप कीहोल के भीतर ऊर्जा का अतिक्रमण होता है। इस घटना को कीहोल पार्श्व दीवार फोकसिंग प्रभाव के रूप में जाना जाता है, जो कीहोल के भीतर लेजर की तीव्रता को प्रभावी रूप से बढ़ाता है और लेजर वेल्डिंग की अनूठी क्षमताओं में योगदान देता है।
4. लेजर वेल्डिंग तकनीक के लाभ
- अल्ट्रा-फास्ट वेल्डिंग प्रक्रिया: कम लेजर विकिरण समय के कारण तेजी से वेल्डिंग संभव हो पाती है, जिससे न केवल उत्पादकता बढ़ती है बल्कि सामग्री का ऑक्सीकरण भी कम होता है और ऊष्मा-प्रभावित क्षेत्र भी घटता है। यह ट्रांजिस्टर जैसे ऊष्मा-संवेदनशील घटकों की वेल्डिंग के लिए आदर्श है। लेजर वेल्डिंग से वेल्डिंग स्लैग नहीं बनता और वेल्डिंग से पहले ऑक्साइड हटाने की आवश्यकता नहीं होती। यह कांच के माध्यम से भी वेल्डिंग कर सकता है, जिससे यह सटीक सूक्ष्म उपकरण निर्माण के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।
- व्यापक सामग्री अनुकूलता: लेजर वेल्डिंग न केवल समान धातुओं को बल्कि भिन्न धातुओं और यहां तक कि धातु-अधातु संयोजनों को भी जोड़ सकती है। उदाहरण के लिए, सिरेमिक सब्सट्रेट वाले एकीकृत सर्किट को पारंपरिक तरीकों से वेल्ड करना मुश्किल होता है, क्योंकि सिरेमिक का गलनांक उच्च होता है और यांत्रिक दबाव से बचना आवश्यक होता है। लेजर वेल्डिंग ऐसे अनुप्रयोगों के लिए एक सुविधाजनक समाधान प्रदान करती है। हालांकि, ध्यान दें कि लेजर वेल्डिंग सभी भिन्न सामग्री संयोजनों के लिए उपयुक्त नहीं है।
5. लेजर वेल्डिंग के अनुप्रयोग परिदृश्य और उद्योग
- ऊष्मा चालन वेल्डिंगइसका उपयोग मुख्य रूप से सटीक मशीनिंग के लिए किया जाता है, जैसे कि पतली धातु की चादरों की किनारों की प्रोसेसिंग और चिकित्सा उपकरण निर्माण।
- डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंग और ब्रेज़िंग: ऑटोमोटिव उद्योग में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। डीप पेनिट्रेशन वेल्डिंग का उपयोग कार बॉडी, ट्रांसमिशन और बाहरी आवरणों की वेल्डिंग के लिए किया जाता है; ब्रेज़िंग मुख्य रूप से कार बॉडी असेंबली में लागू होती है।
- अधातुओं के लिए लेजर चालन वेल्डिंग: उपभोक्ता वस्तुओं के उत्पादन, ऑटोमोटिव विनिर्माण, इलेक्ट्रॉनिक आवरण निर्माण और चिकित्सा प्रौद्योगिकी सहित अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला का दावा करती है।
- हाइब्रिड वेल्डिंग: यह विशेष रूप से जहाज के डेक निर्माण जैसी विशेष इस्पात संरचनाओं के लिए उपयुक्त है।
पोस्ट करने का समय: 15 दिसंबर 2025
