लेजर वेल्डिंग की गति, लेजर शक्ति और सामग्री की मोटाई
लेजर वेल्डिंग की गति, शक्ति और सामग्री की मोटाई के बीच संबंध वेल्डिंग प्रक्रियाओं की गुणवत्ता और दक्षता निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इन तीन कारकों (वेल्डिंग गति, लेजर शक्ति और सामग्री की मोटाई) के बीच परस्पर निर्भरता होती है और मजबूत, दोष-मुक्त वेल्ड प्राप्त करने के लिए उन्हें अनुकूलित करना आवश्यक है। ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस और विनिर्माण जैसे उद्योगों में सटीकता और सामग्री की अखंडता के लिए इनकी अंतःक्रिया को समझना अत्यंत महत्वपूर्ण है।
लेजर वेल्डिंग मशीन का मूल परिचय
लेजर वेल्डिंग मशीन छोटे क्षेत्र में सामग्री को स्थानीय रूप से गर्म करने के लिए उच्च ऊर्जा लेजर पल्स का उपयोग करती है, और फिर ऊष्मा चालन द्वारा सामग्री को पिघलाकर वेल्डिंग प्राप्त करती है। इसके कार्य का सिद्धांत मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में शामिल है:
प्रकाशिकी फोकस: लेजर वेल्डिंग मशीन लेजर द्वारा उत्पादित लेजर किरण का उपयोग करती है, जो लेंस या दर्पण जैसे प्रकाशिक घटकों के माध्यम से वेल्डिंग बिंदु पर लेजर ऊर्जा को केंद्रित करता है।
ऊष्मा चालन: जब लेजर किरण कार्यवस्तु की सतह पर आपतित होती है, तो लेजर ऊर्जा अवशोषित हो जाती है और ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यह ऊष्मा ऊर्जा ऊष्मा चालन के माध्यम से वेल्डिंग जोड़ के धातु के चालक भाग में धीरे-धीरे स्थानांतरित होती है, जिससे तापमान बढ़ जाता है।
पिघलना और मिश्रण: जब धातु की सतह पर पर्याप्त उच्च तापमान होता है, तो धातु पिघलने लगती है और एक गलित पूल बन जाती है। लेजर किरण की क्रिया के तहत, गलित पूल तेजी से फैलता है और मिश्रित हो जाता है, जिससे धातु जोड़ का संयोजन प्राप्त होता है।
शीतलन और ठोसीकरण: लेजर बीम के रुकने के बाद, संगलित पूल धीरे-धीरे ठंडा हो जाता है और ठोसीकरण प्रक्रिया के दौरान एक वेल्डेड जोड़ बन जाता है। ठोसीकरण प्रक्रिया के दौरान, धातु के अणु पुन: व्यवस्थित होते हैं और क्रिस्टलीकृत होकर एक मजबूत वेल्डेड कनेक्शन बनाते हैं।
लेजर वेल्डिंग मशीन के फायदे
उच्च परिशुद्धता: माइक्रोन-स्तर की वेल्डिंग परिशुद्धता प्राप्त की जा सकती है, जो लघु और जटिल संरचनाओं की वेल्डिंग आवश्यकताओं के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।
त्वरित गति: विशेष रूप से गहरे संगलन वेल्डिंग मोड में, लेजर ऊर्जा के केंद्रीकरण के कारण, पूल छोटा और गहरा होता है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्डिंग गति तेज और उत्पादन दक्षता उच्च होती है।
कम विरूपण: पारंपरिक वेल्डिंग विधियों की तुलना में, लेजर वेल्डिंग में कम ऊष्मा निवेश होता है और आसपास की सामग्री पर कम प्रभाव पड़ता है, जो वेल्डिंग के बाद विरूपण को कम करने में सहायक होता है।
कम ताप प्रभावित क्षेत्र: आसपास की सामग्री को तापीय क्षति को कम कर सकता है और वेल्डेड जोड़ों की गुणवत्ता में सुधार कर सकता है।
लेजर वेल्डिंग शक्ति, गति और सामग्री की मोटाई
1. लेजर वेल्डिंग बिजली आपूर्ति
लेजर शक्ति वेल्डिंग के दौरान वेल्ड प्रवेश गहराई और कुल ऊर्जा निवेश निर्धारित करने में निर्णायक कारक है। यह आधार सामग्री को पिघलाने और वेल्डिंग पूल बनाने के लिए आवश्यक ऊष्मा निर्धारित करती है। मोटी प्लेटों के लिए, पर्याप्त प्रवेश गहराई प्राप्त करने के लिए आमतौर पर उच्च लेजर शक्ति की आवश्यकता होती है, जबकि पतली सामग्री को अत्यधिक पिघलने या जल जाने से बचाने के लिए कम शक्ति सेटिंग्स का उपयोग किया जा सकता है।
उच्च शक्ति: गहरी प्रवेश प्राप्त कर सकती है, जो मोटी सामग्री के वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, यदि पतली प्लेट पर शक्ति बहुत अधिक है, तो यह छोटे छिद्र की अस्थिरता, छिटकाव और यहाँ तक कि जल जाने के दोष का कारण बन सकती है।
शक्ति की खपत में कमी: पतली प्लेटों के लिए अधिक उपयुक्त, जो बेहतर नियंत्रण प्रदान करता है और सामग्री के विकृत होने या पिघलने के कारण अति तापन को रोकता है।
सामग्री की मोटाई के अनुसार लेजर शक्ति का सावधानीपूर्वक चयन किया जाना चाहिए ताकि उचित संलयन सुनिश्चित हो सके और कोई दोष न हो।
2. वेल्डिंग गति
वेल्डिंग गति का तात्पर्य उस दर से है जिस पर एक लेज़र वेल्डेड जोड़ के साथ-साथ यात्रा करता है। यह प्रति इकाई लंबाई में ऊष्मा निवेश को प्रभावित करती है और वेल्डिंग गुणवत्ता निर्धारित करने में एक प्रमुख कारक है। वेल्डिंग गति और लेज़र शक्ति के बीच एक सीधा संबंध होता है, क्योंकि दिए गए प्रदर्शन को बनाए रखने के लिए एक को बढ़ाने पर आमतौर पर दूसरे को समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
उच्च वेल्डिंग गति: वेल्डिंग की प्रति इकाई लंबाई में ऊष्मा निवेश को कम करती है, जो पतली सामग्री के लिए लाभदायक है और अत्यधिक ताप और विरूपण से बचाती है। हालाँकि, यदि दी गई शक्ति के लिए गति बहुत अधिक है, तो वेल्ड में पर्याप्त भेदन नहीं हो सकता, जिसके परिणामस्वरूप कमजोर जोड़ या अपूर्ण संलयन हो सकता है।
वेल्डिंग गति कम करें: अधिक पिघलने और सब्सट्रेट में गहराई तक भेदन के लिए ऊष्मा निवेश बढ़ाएं। यह मोटी प्लेटों के लिए फायदेमंद है, लेकिन पतली सामग्री के अत्यधिक ताप या गलित धातु के अत्यधिक प्रवाह का कारण बन सकता है।
इष्टतम वेल्डिंग गति का उपयोग करना ऊष्मा निवेश को संतुलित करने और सामान्य वेल्डिंग दोषों (जैसे छिद्रता, दरार या विरूपण) से बचने के लिए महत्वपूर्ण है।
3. सामग्री की मोटाई
वेल्डिंग सामग्री की मोटाई आवश्यक शक्ति और अनुमेय वेल्डिंग गति निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पूर्ण प्रवेश प्राप्त करने के लिए मोटी प्लेटों को अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि लेज़र को उच्च शक्ति स्तर पर संचालित करना चाहिए और ऊष्मा अवशोषण के लिए पर्याप्त समय देने के लिए वेल्डिंग गति को कम करने की आवश्यकता हो सकती है। इसके विपरीत, पतली प्लेटों को कम शक्ति और अधिक गति की आवश्यकता होती है ताकि अत्यधिक ऊष्मा निवेश से बचा जा सके जो पिघलने या छिद्र होने का कारण बन सकता है।
मोटी प्लेटें: पूर्ण प्रवेश प्राप्त करने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। लेज़र पर्याप्त ऊर्जा सामग्री में स्थानांतरित करने के लिए उच्च शक्ति प्रदान करना चाहिए और वेल्डिंग गति धीमी होनी चाहिए।
पतली प्लेटें: कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, इसलिए लेज़र शक्ति को कम किया जा सकता है और वेल्डिंग गति बढ़ाई जा सकती है। पतली सामग्री ऊष्मा-संबंधित विकृति के प्रति अधिक संवेदनशील होती है, इसलिए इन चरों का सटीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है।
बल, गति और मोटाई के बीच अंतःक्रिया
लेजर वेल्डिंग की गति, शक्ति और शीट मोटाई के बीच संबंध एक संतुलन का काम है। प्रत्येक सामग्री की मोटाई के लिए, उच्च वेल्डिंग गुणवत्ता, सही प्रवेश गहराई और न्यूनतम दोष सुनिश्चित करने के लिए लेजर शक्ति और वेल्डिंग गति का एक इष्टतम संयोजन होता है।
उदाहरण के लिए, मोटी स्टील प्लेटों को वेल्ड करते समय, वेल्डिंग गति को समायोजित किए बिना लेजर शक्ति बढ़ाने से अत्यधिक ऊष्मा निवेश हो सकता है, जिससे विरूपण या अत्यधिक चौड़े वेल्ड बीड जैसे दोष उत्पन्न हो सकते हैं। इसके विपरीत, शक्ति में वृद्धि किए बिना वेल्डिंग गति कम करने से वेल्ड बहुत गहरे हो सकते हैं, जिससे सामग्री के अत्यधिक ताप होने की संभावना होती है। पतली सामग्री के लिए, धीमी वेल्डिंग गति के साथ अत्यधिक शक्ति सामग्री के अत्यधिक पिघलने या छिद्रित होने का कारण बन सकती है।
लेजर वेल्डिंग गति और प्लेट मोटाई के बीच संबंध
मोटी प्लेटों के लिए धीमी वेल्डिंग गति की आवश्यकता होती है
जब मोटी प्लेटों को लेजर वेल्डिंग द्वारा जोड़ा जाता है, तो पूर्ण प्रवेश प्राप्त करने और संयुक्त शक्ति को सुनिश्चित करने के लिए अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है। इसलिए, लेजर किरण को सामग्री की पूरी मोटाई में ऊष्मा स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त समय देने के लिए वेल्डिंग की गति को कम करना महत्वपूर्ण है। यदि वेल्डिंग की गति बहुत तेज है, तो लेजर ऊर्जा पूरी तरह से प्रवेश नहीं कर पाएगी, जिसके परिणामस्वरूप प्रवेश गहराई अपर्याप्त हो सकती है, वेल्ड असंतत हो सकते हैं या संयुक्त शक्ति अपर्याप्त रह सकती है।
मोटी प्लेट (>6 मिमी): वेल्डिंग की गति धीमी होनी चाहिए ताकि लेजर ऊर्जा प्लेट की पूरी मोटाई में पूर्णतः प्रवेश कर सके और स्थिर व उच्च शक्ति वाला वेल्ड बन सके।
पतली प्लेटों को तेज गति से वेल्ड किया जा सकता है
मोटी प्लेटों की तुलना में, पतली शीट सामग्री (2 मिमी से कम) कम ऊष्मा की आवश्यकता होती है, जिससे लेजर को पूरी मोटाई में आसानी से भेदने में सक्षम बनाता है। इससे तेज वेल्डिंग गति संभव होती है जो अधिक ताप या अत्यधिक संगलन से प्रभावी ढंग से रोकथाम करती है, जिससे वेल्डिंग विरूपण या जलने से बचा जा सकता है। इसके अतिरिक्त, उच्च वेल्डिंग गति समग्र दक्षता में महत्वपूर्ण सुधार कर सकती है।
पतली प्लेट (<2 मिमी): विरूपण, छिद्र होना और सामग्री के अधिक ताप के कारण होने वाले अन्य वेल्डिंग दोषों को कम करने के लिए वेल्डिंग गति तेज होनी चाहिए।
प्लेट की मोटाई और वेल्डिंग गति पर लेजर शक्ति का प्रभाव
लेजर शक्ति वेल्डिंग के दौरान ऊर्जा निवेश निर्धारित करती है। उच्च-शक्ति वाले लेजर मजबूत ऊष्मा उत्पादन प्रदान करते हैं, जो मोटी सामग्री के वेल्डिंग के लिए आदर्श हैं, जबकि कम शक्ति वाले लेजर पतली प्लेटों के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं। वेल्डिंग गति का चयन करते समय, पर्याप्त प्रवेश को सुनिश्चित करने के लिए बिना सामग्री के अधिक ताप के, लेजर शक्ति को प्लेट की मोटाई के साथ सुसंगत करना महत्वपूर्ण है।
मोटी प्लेट उच्च शक्ति लेजर वेल्डिंग
जब मोटी प्लेटों को वेल्डिंग किया जाता है, तो स्थिर गलित पूल बनाने के लिए सामग्री में पर्याप्त ऊष्मा स्थानांतरण सुनिश्चित करने के लिए उच्च लेजर शक्ति की आवश्यकता होती है। कम वेल्डिंग गति के साथ संयोजित करने पर, लेजर ऊर्जा सामग्री को पर्याप्त समय तक समान रूप से गर्म कर सकती है ताकि फ्यूजन की गहराई सुनिश्चित हो सके।
6kW शक्ति वाली मोटी प्लेट (10mm) की वेल्डिंग: वेल्डिंग गति आमतौर पर 0.5-1.2m/min के बीच होती है।
पतली प्लेट के लिए कम शक्ति लेजर वेल्डिंग
पतली प्लेट वेल्डिंग में, कम शक्ति और तेज़ गति अधिक ताप और वेल्ड विकृति को रोकने में मदद करती है। आमतौर पर, जब लेजर शक्ति 2-3kW की सीमा में होती है, तो 2mm से कम मोटाई की प्लेटों को संसाधित किया जा सकता है।
2kW शक्ति वाली पतली प्लेट (1mm) की वेल्डिंग: वेल्डिंग गति आमतौर पर 5-10m/min के बीच होती है।
लेजर वेल्डिंग मशीन की शक्ति और गति तुलना तालिका
निम्नलिखित विभिन्न प्लेट मोटाई की स्थितियों के तहत लेजर वेल्डिंग मशीन की शक्ति और वेल्डिंग गति की तुलना है:
| सामग्री की मोटाई (mm) | लेजर शक्ति (kW) | वेल्डिंग गति (m/min) |
| 1.0 | 2.0 | 7.0 |
| 2.0 | 3.0 | 4.5 |
| 4.0 | 4.0 | 2.5 |
| 6.0 | 6.0 | 1.2 |
| 8.0 | 8.0 | 0.8 |
| 10.0 | 10.0 | 0.6 |
पतली प्लेट (1-2 मिमी): इस प्रकार की वेल्डिंग के लिए कम शक्ति (2-3 किलोवाट) और उच्च वेल्डिंग गति (5-10 मीटर/मिनट) का संयोजन उपयुक्त है, जो अत्यधिक ऊष्मा उत्पन्न किए बिना त्वरित संचालन सुनिश्चित करता है।
मध्यम और मोटी प्लेट (4-6 मिमी): मध्यम शक्ति (4-6 किलोवाट) को मध्यम गति वेल्डिंग (1-3 मीटर/मिनट) के साथ जोड़ने से संगलन की गहराई सुनिश्चित होती है और अत्यधिक ऊष्मा प्रभावित क्षेत्र से बचा जा सकता है।
मोटी प्लेटें (>6 मिमी): मोटी प्लेटों के लिए, पर्याप्त ऊष्मा को सामग्री में प्रवेश कराने और उच्च शक्ति वाला जोड़ बनाने सुनिश्चित करने के लिए उच्च शक्ति (8-10 किलोवाट) के साथ धीमी वेल्डिंग (0.5-1 मीटर/मिनट) का उपयोग करें।
लेजर वेल्डिंग शक्ति, मोटाई और गति चार्ट
लेजर वेल्डिंग विभिन्न धातु मोटाई के लिए उच्च गति और उच्च गुणवत्ता वाले वेल्डिंग प्रदान करने वाली एक सटीक जोड़ तकनीक है। लेजर शक्ति, सामग्री की मोटाई और वेल्डिंग गति के बीच संबंध इष्टतम परिणाम प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह सामान्य सामग्री के लिए इन पैरामीटर का विस्तृत चार्ट है।
माइल्ड स्टील
स्टेनलेस स्टील
एल्यूमिनियम
ताँबा
पीतल
गैल्वनाइज्ड शीट
निष्कर्ष
संक्षेप में, मोटी प्लेटों को आमतौर पर उच्च शक्ति और धीमी वेल्डिंग गति की आवश्यकता होती है, जबकि पतली सामग्री को कम शक्ति और तेज वेल्डिं गति की आवश्यकता होती है। इस सूक्ष्म संतुलन से ऊर्जा के कुशल उपयोग और उत्कृष्ट वेल्डिंग गुणवत्ता सुनिश्चित होती है। इन परस्पर संबंधों को समझकर निर्माता विशिष्ट अनुप्रयोगों, सामग्री और मोटाई के लिए अपनी प्रक्रियाओं को अनुकूलित कर सकते हैं, जिससे कम दोषों के साथ मजबूत और अधिक विश्वसनीय वेल्ड प्राप्त होते हैं।
