اللحام بالليزر

كيف يعمل اللحام بالليزر للّدائن؟

الصيغة الصناعية الشائعة هي اللحام عبر النفاذ. إحدى القطعتين نافذة عند طول موجة الليزر والأخرى ماصّة، فيعبر الشعاع القطعة العلوية ويودع طاقته عند السطح البيني. ينصهر السطح الماص، وتنتقل الحرارة بالتوصيل إلى القطعة النافذة، فتنصهر القطعتان معاً تحت ضغط التثبيت. والحرارة تتولّد عند الوصلة بدل أن تُطبَّق من الخارج، ولذلك تترك العملية الأسطح الخارجية سليمة.

لماذا يهمّ اختيار أسود الكربون إلى هذا الحد؟

أسود الكربون هو الماص المعتاد، لكن ليست كل أنواعه تتصرف تصرفاً واحداً عند أطوال موجات الليزر، وقد لا يعطي الصنف والنسبة اللذان يمنحان اللون الذي يريده المصمم الامتصاصَ الذي يحتاج إليه اللحام. واختيار أسود الكربون للحام ناجح عبر النفاذ قرارٌ يخص المواد يُتخذ قبل تصنيع القالب، والخطأ فيه من أغلى الطرق لإفشال مشروع لحام بالليزر.

هل يمكن لحام قطعتين سوداوين معاً بالليزر؟

فقط إذا كانت القطعة النافذة سوداء بوسيلة غير أسود الكربون الماص لليزر. فثمة ملوّنات تبدو سوداء للعين وتنفذ منها موجة الليزر، وهذا ما يجعل اللحام الأسود على الأسود ممكناً. وهي مسألة تركيبة لا مسألة ليزر، وتُحل في مرحلة الراتنج والصبغة.

ماذا يجب تصميمه في القطعة من أجل اللحام بالليزر؟

يجب تحديد تصميم الوصلة وسماكة الجدار وخصائص نفاذية الراتنج منذ البداية، مع تثبيت يحافظ على تلامس محكم على امتداد خط الوصلة — فالشعاع لا يعبر فجوة. واختبارات النفاذ والامتصاص على الراتنج واللون الإنتاجيين الفعليين هي الخطوة التي تحوّل الافتراض إلى مواصفة.

ما الصناعات التي تستخدم اللحام بالليزر للّدائن؟

يُستخدم حيث تهمّ وصلة نظيفة خالية من الجسيمات ومحكمة الإغلاق، وحيث يُتلف اللحام بالاهتزاز أو بالموجات فوق الصوتية المكوّنات الداخلية. ومن التطبيقات الموثقة أذرع التحكم في مقصورة السيارة، وفتحات تعبئة الوقود من دون غطاء، وبطاقات الموظفين الذكية بتقنية RFID، والأنابيب والأجهزة الطبية المصنّعة وفق متطلبات امتثال إدارة الغذاء والدواء.