ריתוך בלייזר

רובוט מבצע ריתוך של דלת מכונית באמצעות לייזר

ריתוך בלייזר (באנגלית: Laser beam welding; בראשי תיבות: LBW) היא טכניקת ריתוך המאפשרת לחבר שני גופי מתכת באמצעות לייזר. קרן הלייזר מספקת מקור חום ממוקד המאפשר ריתוך צר, עמוק ושיעור ריתוך גבוה. השימוש בקרן לייזר לריתוך נפוץ בייחוד ביישומים בהם מעורבים תהליכים אוטומטיים רבים, כמו בתעשיית הרכב.

ביצוע הריתוך

כמו בריתוך בקרן אלקטרונים (EBW), בריתוך קרן לייזר יש צפיפות הספק גבוהה בסדר גודל של 1 מיליוואט לסנטימטר מרובע (1 MW/cm²). כתוצאה מכך קיימים אזורים משופעים מחום וכן אזורים בהם יש חום נמוך ושיעורי חימום וקירור גבוהים. גודל אלומת הלייזר יכולה לנוע בין 0.2 מ"מ ו -13 מ"מ, אם כי רק גדלים קטנים יחסית משמשים לריתוך. עומק החדירה הוא יחסי לכמות החשמל המסופקת, אך תלוי גם במיקום המוקד.

השימוש בקרן נעשה באופן רציף או בפעימות בהתאם לצורך. פעימות קצרצרות (סדר גודל של מילישניות), משמשות לעיצוב סכיני גילוח. שימוש רציף בקרן לייזר מאפשר ריתוכי עומק.

ריתוך בלייזר הוא תהליך בעל שימושים רבים, הוא מאפשר לרתך פלדות פחמן, פלדות HSLA, נירוסטה, אלומיניום, טיטניום. בשל שיעורי קירור גבוהים, יש סכנת שבירה בעת ריתוך פלדות רוויות פחמן. איכות הריתוך גבוהה, בדומה לזו של ריתוך בקרן אלקטרונים. מהירות הריתוך פרופורציונלית לכמות החשמל שסופקה, אך תלויה גם בסוג ועובי החלקים אותם מנסים לחבר. עצמתם הגבוהה של גזי לייזר מאפשר להם להיות מותאמים במיוחד לעבודה עם יישומים בעלי נפח גבוה. ריתוך בלייזר דומיננטי במיוחד בתעשיית הרכב.

חלק מהיתרונות של ריתוך בלייזר בהשוואה לריתוך בקרן אלקטרונים הם:

• קרן הלייזר עוברת דרך האוויר ולא דורשת ואקום.
• ניתן להקל על התהליך באמצעות שימוש ברובוטים.
• לא נוצרת קרינת רנטגן.

אחת הנגזרות של ריתוך בלייזר, נקראת ריתוך בלייזר היברידי. שיטה זו משלבת את הלייזר של הריתוך בלייזר עם שיטות ריתוך המבוססות על קרן אלקטרונים. שילוב זה מאפשר גמישות רבה יותר, שכן חלק משיטות הריתוך המבוססות על קרן אלקטרונים מספקות מתכת למילוי החיבור בריתוך והשימוש בלייזר מגדיל את המהירות בריתוך עצמו. בכך גם גדל קצב החיתוך וגם יציבות החיבור המתקבל גדלה.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא ריתוך בלייזר בוויקישיתוף

• Dual beam laser welding; research article from the 2002 Welding Journal
• Weld morphology and thermal modeling in dual-beam laser welding; research article from the 2002 Welding Journal
• Laser welding articles from the Industrial Laser Solutions Magazine
• Robotic laser welding