دانلود مقالات ISI درباره جوشکاری لیزری + ترجمه فارسی

جوشکاری لیزری( به انگلیسی: Laser welding ) یک روش اتصال ذوبی است که به علت گرمای ورودی اندک، برای اتصال انواع فلزات، بویژه قطعات حساس به انرژی ورودی مانند ورق های نازک فولادی روشی بسیار سودمند است. ویژگیهای اصلی جوشکاری لیزری عبارتند از: سرعت، دقت و کنترل پذیری بالا، ویژگیهای اصلی جوشکاری لیزری اند. اتصال فلزات غیر هم جنس با وجود نقطه ذوب های بسیار متفاوت با استفاده از جوشکاری لیزری امکانپذیر است. جوشکاری لیزری عمدتا بدون استفاده از سیم پرکن انجام می شود. لبه طرفین اتصال همزمان با تابش لیزر ذوب شده یک حوضچه جوش مشترک تشکیل می شود که ابعاد آن به علت چگالی انرژی بالای لیزر در مقایسه با روشهای جوشکاری مرسوم بسیار کوچکتر است. اجرای طرح اتصال های مختلف، نظیر جوشکاری لب به لب (Butt welding)، روی هم (Overlapp welding). . . با استفاده از جوشکاری لیزری امکانپذیر است. اعوجاج بسیار کم قطعه در مقابل روش های مرسوم جوشکاری. در جوشکاری لیزر تمامی عملیات ذوب و انجماد در چند میکروثانیه انجام می گیرد و به خاطر کوتاه بودن این زمان هیچ واکنشی بین فلز مذاب و اتمسفر انجام نخواهد شد و از این رو گاز محافظ لازم ندارد. جوشکاری لیزری تعادلی بین گرمایش و سرمایش در یک حجم مشخص از یک یا دو ماده جامد است که منجر به تشکیل ماده مذاب و انجماد آن می‌شود. مشخصه جوشکاری لیزری ایجاد ناحیه مذاب مایع بوسیله جذب شدّ‌ت اشعه‌است که این اجازه رشد و گسترش حوضچه مذاب به درون ناحیه فصل مشترک جامد را داده و در نتیجه یک اتصال پیوسته میان اجزایی که متصل خواهند شد ایجاد می‌شود. اتصالات ناموفق زمانیکه ناحیه مذاب خیلی بزرگ یا خیلی کوچک باشد یا اگر تبخیر ماده پیش از حد باشد، اتفاق می‌افتد. کیفیت جوش متناسب با تبخیر عناصر آلیاژی، گرادیان حرارتی اعمالی که منجر به ترک انجماد می‌شود تحلیل می‌شود. عدم تعادل در حجم و مقیاس ناحیه جوش منجر به ایجاد تخلخل می‌شود. دستیابی به تعادل بین گرمای ورودی و خروجی به جذب ثابت تابش لیزر و توزیع یکنواخت گرما در قطعه کاری بستگی دارد. مسیر تابش لیزر به درون قطعه معمولاً بوسیله تجمع گازهای داغ در نقطه تمرکز لیزر مختل می‌شود. در شرایط خاص این گاز داغ به یک ابر پلاسما تبدیل می‌شود که شدیداً بر باریکه لیزر اثر گذاشته و آنرا جذب و پخش می‌کند. اولین مراحل تحقیق در جوشکاری لیزری، مشخص کردن پارامترهای مؤثر بر تعادل بین گرمایش و سرمایش و منطقه جوش و مذاب و جامد و تکرارپذیری جوش لیزری و توسعه روشهای کنترل این پارامترها است. انواع جوشکاری لیزری: جوشکاری هدایتی - جوشکاری نفوذی یا سوراخ کلیدی: تفاوت اساسی در این دو حالت آن است که در حالت اوّل سطح ناحیه جوش شکسته نمی‌شود و در حالت جوشکاری نفوذی سطح ناحیه جوش باز می‌شود تا باریکه لیزر به درون ناحیه مذاب نفوذ کند. حالت جوشکاری هدایتی نگرانی کمتری بخاطر عدم نفوذ لیزر به درون ماده ایجاد می‌کند در نتیجه جوشکاری هدایتی کمتر مستعد جذب گاز در هنگام جوشکاری است. در جوشکاری نفوذی بسته شدن غیرپیوسته سوراخ کلید منجر به تشکیل تخلخل در جوش می‌شود. حالتهای هدایتی و نفوذی در جوشکاری نقطه‌ای به یکدیگر تبدیل می‌شوند که این به شدّ‌ت قله توان لیزر و عرض پالس بستگی دارد. سوراخ کلید توسط لیزر معمولاً برای فولاد در چگالی توان تقریبی اتفاق می‌افتد. در چنین حالتی جوش کم عمق و پهن است. امّا در چگالی توان‌های جوشهایی عمیق و نازک که زمان برهم کنش کمتری نیاز دارد بدست می‌آید که این اجازه جوشکاری با سرعت بیشتر را می‌دهد. از آنجا که جوشکاری لیزر یک روش با چگالی انرژی بالا است نیازبه هدایت گرما برای ایجاد نفوذ عمیق ندارد و این برخلاف روشهای معمول و مرسوم جوشکاری قوس و گاز است که از طریق هدایت گرما به نفوذ دست می‌یابند. در حالت جوشکاری هدایتی مدارهای همدما بصورت یکسان و با فاصله یکسان از منبع قرار دارند. عرض جوش در این حالت معمولاً بزرگتر از عمق و انرژی ورودی بیشتر از مقدار لازم برای نفوذ است. در حالت سوراخ کلید یا نفوذی منبع حرارت لیزاز سطح به داخل ضخامت ماده منتقل می‌شود و جوش عمیق و نازک بوجود می‌آید. همچنین در این حالت مقدار گرمای ورودی به حداقل می‌رسد. تاریخچه کشف لیزر به سالهای ۱۹۶۰ برمی‌گردد. اولین بار تولید لیزر از گاز CO۲ در سال ۱۹۶۱ با طول موج ۱۰/۶mm توسط جوان، بِنِت و هیرتJavan، Bennet، Hereto) صورت گرفت و در سال ۱۹۶۴ لیزر با طول موج ۱/۰۶mm از Nd: YAG ۶ تولید شد.