تطبيق تقنية اللحام بالليزر في لحام المعادن المتباينة

تتطلب العديد من الصناعات ضم مواد معدنية متباينة لأسباب هيكلية أو تطبيقية أو اقتصادية. إن الجمع بين معادن مختلفة يمكن أن يستغل أفضل خصائص كل معدن بشكل أفضل. لذلك، قبل البدء بأي عملية لحام، يجب على اللحام تحديد خصائص كل مادة، بما في ذلك درجة انصهار المعدن، والتمدد الحراري وغيرها، ومن ثم اختيار عملية اللحام التي تناسبه بناءً على خصائص المادة.

يشير اللحام المعدني المتباين إلى عملية لحام مادتين مختلفتين أو أكثر (بتركيبات كيميائية أو هياكل أو خصائص ميتالوغرافية مختلفة) في ظل ظروف عملية معينة. ومن بين لحام المعادن المتباينة، فإن اللحام الأكثر شيوعًا هو لحام الفولاذ المتباين، يليه لحام المعادن غير الحديدية المتباينة. عندما يتم لحام معادن مختلفة، سيتم إنتاج طبقة انتقالية ذات خصائص مختلفة عن المعدن الأساسي. نظرًا لأن المعادن المتباينة لها اختلافات كبيرة في خواص العناصر، والخواص الفيزيائية، والخواص الكيميائية، وما إلى ذلك، فإن تكنولوجيا تشغيل اللحام للمواد المتباينة أكثر تعقيدًا بكثير من لحام نفس المادة.

يمكن لآلات اللحام بالليزر التغلب على هذه العقبات وتحقيق اللحام المثالي للمعادن المختلفة.

1. اللحام بالليزر للنحاس والصلب

اللحام بالنحاس والصلب هو لحام نموذجي لمواد مختلفة. هناك اختلافات كبيرة في نقاط الانصهار، ومعاملات التوصيل الحراري، ومعاملات التمدد الخطي، والخواص الميكانيكية للنحاس والصلب، والتي لا تساعد على اللحام المباشر للنحاس والصلب. استنادًا إلى مزايا اللحام بالليزر مثل كثافة الطاقة الحرارية العالية، والمعادن المنصهرة الأقل، والمنطقة الضيقة المتأثرة بالحرارة، وجودة المفاصل العالية، وكفاءة الإنتاج العالية، أصبح اللحام بالليزر للنحاس والصلب هو اتجاه التطوير الحالي. ومع ذلك، في معظم التطبيقات الصناعية، يكون معدل امتصاص الليزر للنحاس منخفضًا نسبيًا، ويكون النحاس عرضة للعيوب مثل الأكسدة والمسام والشقوق أثناء عملية اللحام. تحتاج عملية اللحام بالليزر للمعادن المتباينة من النحاس والفولاذ المعتمدة على أشعة الليزر متعددة الأوضاع إلى مزيد من التطوير.

2. اللحام بالليزر للألمنيوم والصلب

تختلف نقاط انصهار الألومنيوم والفولاذ اختلافًا كبيرًا، ومن السهل تكوين مركبات معدنية من مواد مختلفة. بالإضافة إلى ذلك، تتميز سبائك الألومنيوم والصلب بخصائص الانعكاسية العالية والتوصيل الحراري العالي، لذلك من الصعب تشكيل ثقوب المفاتيح أثناء اللحام، كما أن كثافة الطاقة العالية مطلوبة أثناء اللحام. لقد وجدت التجارب أنه من خلال التحكم في طاقة الليزر ووقت عمل المادة، يمكن تقليل سمك طبقة تفاعل الواجهة ويمكن التحكم بشكل فعال في تكوين الطور المتوسط.

3. اللحام بالليزر لسبائك الألومنيوم والمغنيسيوم والمغنيسيوم

يتمتع الألومنيوم وسبائكه بمزايا المقاومة الجيدة للتآكل، والقوة النوعية العالية، والتوصيل الكهربائي والحراري الجيد. المغنيسيوم هو معدن غير حديدي أخف من الألومنيوم، وله قوة محددة أعلى وصلابة محددة، وله مقاومة جيدة للصدمات. المشكلة الرئيسية في لحام المغنيسيوم والألومنيوم هي أن المعدن الأساسي نفسه يتأكسد بسهولة، وله موصلية حرارية كبيرة، وينتج بسهولة عيوب اللحام مثل الشقوق والمسام. كما أنها تنتج بسهولة مركبات بين المعادن، مما يقلل بشكل كبير من الخواص الميكانيكية لمفاصل اللحام.

ما ورد أعلاه هو تطبيق اللحام لآلة اللحام بالليزر في المواد المعدنية المختلفة. لقد توسع اللحام بالليزر للمواد المعدنية المتباينة من الفولاذ المتباين إلى المعادن غير الحديدية وسبائكها، وخاصة سبائك المغنيسيوم والألومنيوم وسبائك الألومنيوم والتيتانيوم. لقد أحرز اللحام بالليزر تقدمًا، وتم الحصول على وصلات ملحومة بعمق وقوة اختراق معينة.