جوشکاری پلاستکها توسط لیزر

تکنولوژی جوش لیزری پلاستیکها از جمله تکنولوژی های متولد شده امروزی است. و با توجه به کاربردهای وسیع آن روز به روز براستفاده کنندگان آن افزوده می شود.

این فرایند در بر گیرنده اتصال دو بخش پلیمری به واسطه حرارت با یک لیزر می باشد. حرا رت در منطقه ای که عمل جوش کاری باید انجام شود اضافه می شود . این عمل با اضافه کردن پلیمر که نور لیزر را جذب می کند تکمیل شده و به این ترتیب می توان سطح درونی را حرارت داده و جوش را تکمیل نمود .

در جوشکاری لیزری پلاستیکها باید به پارامترهای ذیر توجه داشت:

۱- فرایند جوش ۲- ویژگی پلیمر ۳- زیر ساختار جوش ۴-فشار وارده .

تاریخچه لیزر

برای نخستین بار لیزر یاقوت در سال 1959 ساخته شد.پس از دو سال آقای ایمان اخوان ، دانشمند ایرانی برای نخستین بار لیزر گازی هلیوم – نئون را ساخت.

از حدود سال 1966 لیزر نیم رسانا در مخابرات نوری در ژاپن و آمریکا استفاده شد و نسبت امکان مدگردانی آن تا فرکانس های فوق العاده زیاد شناخته شد.

مهمترین بخش فیزیک اتمی ، فیزیک لیزر است.

کاربرد لیزر: 1- لیزر پزشکی :جلو گیری از خونریزی در جراحیها، بیماریهای پوستی، بیماریهای چشم و...

2- کاربرد صنعت:جوشکاری لیزری، برش الماس، سوراخ کردن با لیزر و...

3- کاربرد نظامی: ردیاب لیزری، تفنگ لیزری، فاصله یاب لیزری، بمب لیزری و...

4- کاربرد در اسپکتروسکوپی

5- سرمایش لیزری و تولید دماهای خیلی پایین
 

فرایند جوشکاری با باریکه الکترونی

کاربرد جریانی از الکترونها است که با ولتاژ زیاد شتاب داده شده‌اند و به صورت باریکه‌ای متمرکز به عنوان منبع حرارتی جوشکاری به کار می‌روند. به دلیل دانسیته بالای انرژی در این پرتو منطقه تفدیده بسیار باریک می‌باشد. و جوشی با کیفیت مناسب به دست می‌آید. این فرآیند به عنوان اولین فرایند جوشکاری بکار رفته برای ساخت بدنه جنگنده هااستفاده شد. بال جنگنده افسانه‌ای F-۱۴ یا Tomcat با استفاده از این فرایند ساخته شده‌است.

تکنولوژی جوش لیزری پلاستیکها از جمله تکنولوژی های متولد شده امروزی است. و با توجه به کاربردهای وسیع آن روز به روز براستفاده کنندگان آن افزوده می شود.

این فرایند در بر گیرنده اتصال دو بخش پلیمری به واسطه حرارت با یک لیزر می باشد. حرا رت در منطقه ای که عمل جوش کاری باید انجام شود اضافه می شود . این عمل با اضافه کردن پلیمر که نور لیزر را جذب می کند تکمیل شده و به این ترتیب می توان سطح درونی را حرارت داده و جوش را تکمیل نمود .

در جوشکاری لیزری پلاستیکها باید به پارامترهای ذیر توجه داشت:

۱- فرایند جوش ۲- ویژگی پلیمر ۳- زیر ساختار جوش ۴-فشار وارده .

جوشکاری توسط پرتو لیزر در تولیدات صنعتی بشکل روزافزونی در حال گسترش است و دامنهٔ استفادهٔ آن از میکرو الکترونیک تا کشتی سازی گسترده شده است. تولید انبوه خودکار در این بین از بیشترین توسعه برخوردار گشته‌اند که این پیشرفتها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:
حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینهٔ منتخب بسیاری از قسمتهای صنعتی کرده که از جوشکاری مقاومتی در گذشته استفاده میکردند. با توجه به خصوصیات منحصر به فرد این روش می‌توان بکارگیری گستردهٔ آنرا در زمینهٔ کاربردهای مختلف انتظار داشت. موارد استفاده اشعه لیزر :
از اشعه لیزر هم به منظور برش و هم به منظور جوشکاری استفاده می شود . این نوع جوشکاری در اتصال قطعات بسیار کوچک الکترونیکی و در سایر میکرو اتصال ها کاربرد دارد . از اشعه لیزر میتوان در جوش دادن آلیاژها و سوپر الیاژها با نقطه ذوب بالا و برای جوش دادن فلزات غیر همجنس استفاده نمود . به طور کلی این روش جوشکاری برای استفاده های دقیق و حساس استفاده میشود . از این روش میتوان در صنعت اتومبیل و مونتاژآن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود

جوشكاری اولتراسونيك پلاستيك ها

جوشكاری و مزايای اين روش عبارتند از:

راندمان بالا
- توليد بالا با قيمت پايين
- سهولت در اتوماسيون
- سرعت جوش بالا
- تميز بودن آن
مهمترين محدوديت اين روش محدوديت در انرژی اعمالي و كوچك بودن عرض شيپوره ( كمتر از 250 ميلی متر ) است ودر نتيجه طول جوشي كه به وجود ميآيد كوچك است .

موارد استفاده از جوش التراسونيك ترموپلاستيك ها

- جوشكاري ساده يك اتصال
- جاسازي يك قطعه درقطعه اي ديگرهمرا با اتصال بين آن دو
- جوش نقطه اي ورق ها و صفحات پلاستيكي
- ...

صنايعي كه اين نوع جوشكاري در آن كاربرد دارد :

- استفاده در صنعت بسته بندي
- استفاده در صنعت اتومبيل سازي
- استفاده در صنعت پزشكي
- استفاده در صنعت اسباب بازي

لتراسونيك شامل استفاده از انرژي صوتي با فركانس بالا براي نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستيك ها در منطقه جوش است . قسمت هايي كه بايد به يكديگر جوش داده شوند زير فشار روي هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونيك با فركانس 20 تا 40 كيلو هرتز قرار مي گيرند. موفقيت جوش به طراحي مناسب اجزا و مناسب بودن موادي كه جوش داده مي شوند بستگي دارد.
از آنجا كه جوشكاري اولتراسونيك بسيار سريع است (كمتر از 1 ثانيه) و قابليت اتوماسيون دارد به طور وسيع از آن در صنعت استفاده مي شود . براي تضمين سلامت جوش طراحي مناسب اجزا بخصوص فيكسچرها لازم است . با طراحي مناسب از اين روش مي توان در توليد انبوه استفاده كرد.

يك ماشين جوشكاري اولتراسونيك شامل اجزاي زير است:

يك منبع تغذيه ، يك مبدل ، يك آمپلي فاير تقويت كننده به نام بوستر ، يك وسيله توليد صدا يا شيپوره منبع تغذيه فركانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 كيلو هرتز مي رساند . اين انرژي به مبدل مي رود و در مبدل ديسك پيزو الكتريك انرژي الكتريكي را به ارتعاش در فركانس اولتراسونيك تبديل مي كند. اغلب ماشين هاي اولتراسونيك در فركانسي بالاتر از 20 كيلو هرتز كار مي كنند و صدايي توليد مي كنند كه گوش انسان قادر به شنيدن آن نيست .

امواج توليد شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزايش پيدا مي كند و سپس در شيپوره ( كه يك وسيله صوتي مكانيكي است) امواج صوتي مستقيماً به قطعه كار منتقل مي شود. همچنين شيپوره نقش اعمال فشار بر روي قطعه را نيز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه كار در منطقه اتصال در اثر اصطكاك زياد اين انرژي تبديل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستيك و بهوجود آمدن جوش ميشود