เทคโนโลยีเลเซอร์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์ อวกาศ และการต่อเรือ เนื่องจากข้อได้เปรียบต่างๆ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานสูง การบิดเบือนน้อย โซนผลกระทบจากความร้อนแคบ ความเร็วในการเชื่อมสูง การควบคุมอัตโนมัติที่สะดวก และความสามารถในการประมวลผลเพิ่มเติม

เหตุใดจึงยากที่จะเชื่อมทองแดงด้วยเครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์? มีเหตุผลหลักสองประการ:

ทองแดงมีค่าการสะท้อนแสงสูง ทำให้การเก็บและให้ความร้อนด้วยเลเซอร์ทำได้ยากมาก

ทองแดงมีค่าการนำความร้อนสูง จึงต้องใช้ความร้อนปริมาณมาก ในขณะที่การให้ความร้อนด้วยเลเซอร์มีลักษณะกระจุกตัวค่อนข้างสูง จึงไม่สามารถชดเชยการสูญเสียความร้อนในทองแดงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ปัจจุบัน วิธีการเชื่อมที่นิยมใช้กันทั่วไป ได้แก่ การเชื่อมด้วยอาร์ค การเชื่อมแบบความต้านทาน การเชื่อมแบบบราซิง และการเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน การเชื่อมด้วยอาร์คเป็นหนึ่งในวิธีการเชื่อมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน ซึ่งรวมถึงการเชื่อมด้วยอาร์คแบบใช้มือ (Manual Arc Welding), การเชื่อมด้วยอาร์คแบบฝังใต้สารหลอมเหลว (Submerged Arc Welding), การเชื่อมด้วยอาร์คทังสเตนในบรรยากาศก๊าซเฉื่อย (Tungsten Inert Gas Welding), การเชื่อมด้วยอาร์คพลาสม่า (Plasma Arc Welding) และการเชื่อมด้วยอาร์คโลหะภายใต้ชั้นก๊าซป้องกัน (Metal Gas Shielded Welding) วิธีการเชื่อมเหล่านี้มีข้อเสียบางประการ เช่น ข้อจำกัดด้านพื้นที่และการปฏิบัติงานอุปกรณ์ความแม่นยำสูงได้ยาก ขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่เพียงแต่หลีกเลี่ยงข้อเสียเหล่านี้ได้เท่านั้น แต่ยังสามารถควบคุมพลังงานได้อย่างแม่นยำ ทำให้สามารถเชื่อมชิ้นส่วนขนาดเล็กได้อย่างแม่นยำอีกด้วย นอกจากนี้ยังสามารถใช้เชื่อมโลหะชนิดต่าง ๆ ได้ โดยเฉพาะโลหะที่เชื่อมได้ยากและโลหะหลากหลายชนิด

ข้อดีของการเชื่อมทองแดงด้วยเลเซอร์:

1. วิธีการเชื่อมแบบดั้งเดิมทำให้พื้นผิวร้อนขนาดใหญ่ถูกเปิดเผย และบริเวณที่เชื่อมจะได้รับความร้อนจนเกิดการบิดตัว ส่งผลให้พื้นผิวรอยเชื่อมเรียบเนียนน้อยลง เครื่องเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับทองแดงมีพื้นที่ให้ความร้อนที่เล็กมาก เนื่องจากขนาดรอยเชื่อมสามารถปรับอัตโนมัติได้

2. การเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับทองแดงช่วยลดการสึกหรอของชิ้นส่วนและลดการลงทุน โดยการกำจัดปัญหามลพิษที่เกิดจากขั้วไฟฟ้า ความร้อนสูงที่เกิดจากลำแสงเลเซอร์จะถูกใช้ในการเชื่อมพื้นผิวของตัวถัง

3. คอมพิวเตอร์สามารถควบคุมการเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับทองแดง ทำให้การเชื่อมมีความแม่นยำยิ่งขึ้นและได้ผลลัพธ์การเชื่อมที่ดีกว่า นอกจากนี้ยังหลีกเลี่ยงการรบกวนจากสนามแม่เหล็ก ซึ่งต่างจากการเชื่อมแบบอาร์ค (arc welding) ที่หากมีสนามแม่เหล็กเข้ามาแทรกแซง จะทำให้งานไม่สำเร็จ ขณะเดียวกัน การเชื่อมด้วยเลเซอร์ยังสามารถใช้เชื่อมโลหะที่ต่างชนิดกันได้อีกด้วย การเชื่อมด้วยเลเซอร์สำหรับทองแดงมีความเรียบง่าย แม่นยำสูง และมีความยืดหยุ่นสูงมาก