در فرآیند جوشکاری لیزری، یکی از مهمترین پارامترها برای دستیابی به جوش با کیفیت بالا، تنظیم دقیق فوکوس لیزر است. انتخاب و تنظیم دفیوز تأثیر بسزایی بر کیفیت جوش، عمق نفوذ و توزیع انرژی لیزر دارد.
تأثیر دی فوکوس بر توزیع انرژی لیزر
هنگامی که لیزر بر سطح قطعه متمرکز میشود، انرژی آن در نقطه فوکوس به صورت متقارن توزیع شده و بیشترین چگالی انرژی را دارد. هرچه دفیوز افزایش یابد، انرژی لیزر پراکندهتر شده و اندازه لکه (Spot) لیزر بزرگتر میشود. این امر مستقیماً بر عملکرد جوش و ظاهر آن تأثیر میگذارد.
کاربرد دی فوکوس در جلوگیری از نشت لیزر
در جوشکاری، اگر فاصله بین دو قطعه کار بیش از حد باشد، ممکن است لیزر از درز عبور کرده و به جوش نرسد. در چنین شرایطی، استفاده از دفیوز میتواند به عنوان راهکاری برای بزرگتر کردن لکه لیزر و افزایش سطح حرارتدهی به مواد استفاده شود تا استخر مذاب به طور کامل درز را پوشش داده و از نشت نور جلوگیری کند.
تأثیر دی فوکوس در مواد بازتابنده
در مواد بازتابنده مانند استیل ضد زنگ و آلیاژهای آلومینیوم، انتخاب دفیوز نامناسب میتواند منجر به بازتابش لیزر و آسیب به لنز دستگاه یا فیبر نوری شود. اگر دفیوز بیش از حد باشد، انرژی واحد به اندازه کافی برای ذوب سریع سطح مواد بازتابنده نخواهد بود و بازتابش نور ممکن است به دستگاه آسیب وارد کند.
دی فوکوس مثبت و منفی: تفاوتها
- دفیوز مثبت: نقطه فوکوس لیزر بر روی سطح قطعه قرار میگیرد. این حالت معمولاً برای ایجاد جوشهای سطحی و دقیق مناسب است و از تمرکز بیش از حد انرژی در داخل مواد جلوگیری میکند.
- دفیوز منفی: نقطه فوکوس در داخل قطعه و زیر سطح قرار میگیرد. این نوع فوکوس باعث افزایش عمق جوش و تمرکز انرژی بیشتر در داخل مواد میشود.
مقایسه عمق جوش در دی فوکوس مثبت و منفی
عمق جوش در دفیوز منفی معمولاً بیشتر از دفیوز مثبت است، زیرا انرژی بیشتری توسط مواد جذب میشود. با افزایش میزان دفیوز، عمق جوش کاهش مییابد و پهنای جوش ابتدا افزایش یافته و سپس کاهش پیدا میکند. این رفتار ناشی از تغییر در توزیع انرژی لیزر در سطوح مختلف قطعه است.
انتخاب دی فوکوس مناسب برای کاربردهای مختلف
انتخاب صحیح دفیوز بستگی به نوع ماده و نیازهای خاص فرآیند جوشکاری دارد. برای موادی که نیاز به دقت بالا و سطح جوشکاری صاف دارند، دفیوز مثبت معمولاً گزینه بهتری است. در مقابل، برای موادی که به عمق بیشتری نیاز دارند، مانند آلیاژهای سخت یا قطعات ضخیم، دفیوز منفی میتواند عملکرد بهتری ارائه دهد.
نتیجهگیری
تنظیم صحیح فوکوس و دفیوز در فرآیند جوشکاری لیزری بهبود کیفیت جوش و افزایش عمر تجهیزات را تضمین میکند. انتخاب دفیوز مناسب میتواند به جلوگیری از مشکلاتی مانند اسپاتر، آسیب به لنزها و کیفیت پایین جوش کمک کند. بنابراین، آشنایی با این پارامترها و استفاده درست از آنها برای اپراتورهای جوشکاری لیزری ضروری است.