لیزر ویلڈنگ کی بنیادی باتوں کے لیے ایک گائیڈ

لیزر ویلڈنگ کی بنیادی باتیں

لیزر ویلڈنگ ایک غیر رابطہ عمل ہے جس کے لیے ویلڈ کیے جانے والے حصوں کے ایک طرف سے ویلڈ زون تک رسائی کی ضرورت ہوتی ہے۔

• ویلڈ اس وقت بنتا ہے جب شدید لیزر لائٹ مواد کو تیزی سے گرم کرتی ہے- عام طور پر ملی سیکنڈ میں حساب کیا جاتا ہے۔

• عام طور پر ویلڈز کی 3 اقسام ہیں:

- کنڈکشن موڈ۔

- کنڈکشن/دخول موڈ۔

- دخول یا کی ہول موڈ۔

کنڈکشن موڈ ویلڈنگ کم توانائی کی کثافت پر کی جاتی ہے جو ایک ویلڈ نوگیٹ بناتی ہے جو اتلی اور چوڑی ہوتی ہے۔

کنڈکشن/پینٹریشن موڈ درمیانی توانائی کی کثافت پر ہوتا ہے، اور کنڈکشن موڈ سے زیادہ دخول دکھاتا ہے۔

• دخول یا کی ہول موڈ ویلڈنگ کی خصوصیت گہری تنگ ویلڈز سے ہوتی ہے۔

- اس موڈ میں لیزر لائٹ بخارات والے مواد کا ایک تنت بناتی ہے جسے "کی ہول" کے نام سے جانا جاتا ہے جو مواد تک پھیلا ہوا ہے اور لیزر لائٹ کو موثر طریقے سے مواد میں پہنچانے کے لیے نالی فراہم کرتا ہے۔

- مواد میں توانائی کی یہ براہ راست ترسیل دخول حاصل کرنے کے لیے ترسیل پر انحصار نہیں کرتی ہے، اور اس طرح مواد میں گرمی کو کم سے کم کرتی ہے اور گرمی سے متاثرہ زون کو کم کرتی ہے۔

کنڈکشن ویلڈنگ

کنڈکشن جوائننگ عمل کے ایک خاندان کی وضاحت کرتا ہے جس میں لیزر بیم مرکوز ہوتی ہے:

- 10³ Wmm⁻² کے آرڈر پر بجلی کی کثافت دینا

- یہ مواد کو فیوز کرتا ہے تاکہ اہم بخارات کے بغیر جوائنٹ بنایا جا سکے۔

کنڈکشن ویلڈنگ کے 2 طریقے ہیں:

- براہ راست حرارتی نظام

- توانائی کی ترسیل۔

براہ راست حرارت

• براہ راست حرارتی نظام کے دوران،

- حرارت کے بہاؤ کو سطحی حرارت کے منبع سے کلاسیکی تھرمل ترسیل کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے اور ویلڈ کو بنیادی مواد کے پگھلنے والے حصوں سے بنایا جاتا ہے۔

• 1st کنڈکشن ویلڈز 1960 کی دہائی کے اوائل میں بنائے گئے تھے، اس میں کم پاور پلسڈ روبی کا استعمال کیا گیا تھا اور CO2 تار کنیکٹر کے لئے لیزر.

کنڈکشن ویلڈز کو دھاتوں اور مرکب دھاتوں کی ایک وسیع رینج میں تاروں اور پتلی چادروں کی شکل میں استعمال کرتے ہوئے مختلف ترتیبوں میں بنایا جا سکتا ہے۔

- CO2 , Nd: دسیوں واٹ کے آرڈر پر پاور لیول کے ساتھ YAG اور diode lasers۔

--.بذریعہ براہ راست حرارتی a CO2 لیزر بیم کو پولیمر شیٹس میں لیپ اور بٹ ویلڈز کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔

ٹرانسمیشن ویلڈنگ

• ٹرانسمیشن ویلڈنگ پولیمر میں شامل ہونے کا ایک موثر ذریعہ ہے جو Nd:YAG اور diode lasers کے قریب اورکت شعاعوں کو منتقل کرتا ہے۔

• توانائی کو نئے انٹرفیشل جذب کرنے کے طریقوں کے ذریعے جذب کیا جاتا ہے۔

• مرکبات کو جوڑا جا سکتا ہے بشرطیکہ میٹرکس اور کمک کی تھرمل خصوصیات ایک جیسی ہوں۔

کنڈکشن ویلڈنگ کا انرجی ٹرانسمیشن موڈ ایسے مواد کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے جو انفراریڈ تابکاری کے قریب منتقل ہوتے ہیں، خاص طور پر پولیمر۔

• لیپ جوائنٹ کے انٹرفیس پر ایک جذب کرنے والی سیاہی رکھی جاتی ہے۔ سیاہی لیزر بیم کی توانائی کو جذب کرتی ہے، جسے ارد گرد کے مواد کی محدود موٹائی میں لے کر ایک پگھلی ہوئی انٹرفیشل فلم بنائی جاتی ہے جو ویلڈڈ جوائنٹ کے طور پر مضبوط ہوتی ہے۔

• موٹی سیکشن لیپ جوائنٹ جوائنٹ کی بیرونی سطحوں کو پگھلائے بغیر بنایا جا سکتا ہے۔

• بٹ ویلڈز کو جوائنٹ کے ایک طرف مواد کے ذریعے ایک زاویے پر توانائی کو جوائنٹ لائن کی طرف لے کر بنایا جا سکتا ہے، یا اگر مواد بہت زیادہ منتقل کرنے والا ہو تو ایک سرے سے۔

لیزر سولڈرنگ اور بریزنگ

• لیزر سولڈرنگ اور بریزنگ کے عمل میں، بیم کا استعمال فلر کے اضافے کو پگھلانے کے لیے کیا جاتا ہے، جو بنیادی مواد کو پگھلائے بغیر جوائنٹ کے کناروں کو گیلا کرتا ہے۔

• لیزر سولڈرنگ نے 1980 کی دہائی کے اوائل میں پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز میں سوراخوں کے ذریعے الیکٹرانک اجزاء کے لیڈز میں شامل ہونے کے لیے مقبولیت حاصل کرنا شروع کر دی۔ عمل کے پیرامیٹرز کا تعین مادی خصوصیات سے کیا جاتا ہے۔

دخول لیزر ویلڈنگ

• اگر توانائی کو جذب کیا جا سکے تو زیادہ طاقت کی کثافت پر تمام مواد بخارات بن جائیں گے۔ اس طرح، جب اس طریقے سے ویلڈنگ کی جاتی ہے تو عام طور پر بخارات کے ذریعے ایک سوراخ بنتا ہے۔

• اس "سوراخ" کو اس کے پیچھے پگھلی ہوئی دیواروں کے ساتھ مواد کے ذریعے عبور کیا جاتا ہے۔

• نتیجہ وہی ہے جو "کی ہول ویلڈ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ یہ اس کے متوازی رخا فیوژن زون اور تنگ چوڑائی سے نمایاں ہے۔

لیزر ویلڈنگ کی کارکردگی

• کارکردگی کے اس تصور کی وضاحت کرنے کے لیے ایک اصطلاح "جوائننگ ایفیشینسی" کہلاتی ہے۔

• جوائننگ ایفیشینسی حقیقی کارکردگی نہیں ہے کیونکہ اس میں (mm2 جوائنڈ /kJ فراہم کردہ) کی اکائیاں ہیں۔

- کارکردگی = Vt/P (کاٹنے میں مخصوص توانائی کا باہمی) جہاں V = عبور کرنے کی رفتار، mm/s؛ t = موٹائی ویلڈڈ، ملی میٹر؛ P = واقعہ کی طاقت، KW۔

شمولیت کی کارکردگی

• جوائننگ ایفیشنسی کی قدر جتنی زیادہ ہوگی اتنی ہی کم توانائی غیر ضروری ہیٹنگ میں خرچ ہوگی۔

- لوئر گرمی سے متاثرہ زون (HAZ)۔

- کم مسخ۔

• اس سلسلے میں مزاحمتی ویلڈنگ سب سے زیادہ کارآمد ہے کیونکہ فیوژن اور HAZ توانائی صرف اعلی مزاحمتی انٹرفیس پر پیدا ہوتی ہے جس کو ویلڈنگ کیا جاتا ہے۔

• لیزر اور الیکٹران بیم میں بھی اچھی کارکردگی اور اعلی طاقت کی کثافت ہوتی ہے۔

عمل کی تغیرات

• آرک اگمنٹڈ لیزر ویلڈنگ۔

- لیزر بیم کے تعامل کے مقام کے قریب نصب TIG ٹارچ سے آرک خود بخود لیزر سے پیدا ہونے والی گرم جگہ پر بند ہو جائے گا۔

- اس رجحان کے لیے درکار درجہ حرارت ارد گرد کے درجہ حرارت سے 300 ° C زیادہ ہے۔

- اس کا اثر یا تو کسی قوس کو مستحکم کرنا ہے جو اس کی گزرنے کی رفتار کی وجہ سے غیر مستحکم ہے یا کسی مستحکم قوس کی مزاحمت کو کم کرنا ہے۔

- لاکنگ صرف کم کرنٹ والے آرکس کے لیے ہوتا ہے اور اس لیے سست کیتھوڈ جیٹ۔ یعنی 80A سے کم کرنٹ کے لیے۔

- آرک لیزر کے طور پر ورک پیس کے ایک ہی طرف ہے جو کیپٹل لاگت میں معمولی اضافے کے لیے ویلڈنگ کی رفتار کو دوگنا کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

• ٹوئن بیم لیزر ویلڈنگ

- اگر 2 لیزر بیم ایک ساتھ استعمال کیے جائیں تو ویلڈ پول جیومیٹری اور ویلڈ بیڈ کی شکل کو کنٹرول کرنے کا امکان ہے۔

- 2 الیکٹران بیم کا استعمال کرتے ہوئے، کی ہول کو مستحکم کیا جا سکتا ہے جس کی وجہ سے ویلڈ پول پر لہریں کم ہوتی ہیں اور بہتر دخول اور مالا کی شکل ملتی ہے۔

- ایک ماہر اور CO2 لیزر بیم کے امتزاج نے اعلی عکاسی والے مواد کی ویلڈنگ کے لیے بہتر جوڑے کو دکھایا، جیسے کہ ایلومینیم یا کاپر حاصل کیا جا سکتا ہے۔

- بہتر جوڑے کو بنیادی طور پر اس وجہ سے سمجھا جاتا تھا:

• excimer کی وجہ سے سطح کی لہر کے ذریعے عکاسی کو تبدیل کرنا۔

• ایک ثانوی اثر جو excimer پیدا شدہ پلازما کے ذریعے جوڑنے سے پیدا ہوتا ہے۔