اللحام بالليزر هو عملية ربط الصفائح المعدنية حيث يتم صهر مادة الحشو ذات نقطة الانصهار المنخفضة باستخدام شعاع الليزر بينما لا تذوب المادة الأساسية ذات نقطة الانصهار الأعلى.
في اللحام بالليزر، تكون درجة حرارة العمل أعلى من 450 درجة مئوية، في حين أن عملية أخرى هي اللحام بالليزر، حيث تكون درجة حرارة العمل أقل من 450 درجة مئوية. يستخدم اللحام بالليزر بشكل أساسي في صناعة الإلكترونيات عند لحام لوحات الدوائر المطبوعة.
يبلغ قطر شعاع الليزر على سطح قطعة العمل عادة حوالي 1.5 … 3 مم. يسخن شعاع الليزر أسطح المفصل، لكنه لا يذيب المادة. يتم تغذية مادة الحشو، وهي عادة سلك بقطر 1.0 مم، إلى العملية. يذيب شعاع الليزر السلك ويخترق الحشو الفتحات الموجودة في المفصل ويبلل أسطح المفصل. يتصلب الحشو ويشكل مفصلًا ناعمًا. يمكن تسخين سلك الحشو مسبقًا لزيادة سرعة العملية.
يجب تصميم مفاعلات الحشو بحيث يمكن لشعاع الليزر تسخين أسطح الوصلات ويمكن وضع مادة الحشو على أسطح الوصلات. أكثر أنواع الوصلات شيوعًا هي اللحام بالشرائح واللحام بالتداخل.
المواد المستخدمة في اللحام بالليزر هي عادةً صفائح معدنية من الفولاذ المجلفن. أثناء اللحام، ترتفع درجة حرارة العملية إلى ما يزيد كثيرًا عن درجة تبخر الزنك (906 درجة مئوية) ويتسبب الزنك المتبخر في عدم استقرار العملية ومساميتها. بالإضافة إلى ذلك، يترك طلاء الزنك المتبخر المادة الأساسية معرضة للتآكل.
في اللحام بالليزر، تكون العملية أكثر استقرارًا وتتسبب درجة حرارة العملية المنخفضة في تبخر طلاء الزنك فقط في منطقة ضيقة جدًا مجاورة للمفصل. عادةً ما تكون مقاومة التآكل لمادة الحشو جيدة جدًا ويمكن لطلاء الزنك السليم بجوار المفصل حماية منطقة الزنك المخفض من التآكل.
يجب أن تكون نقطة انصهار مادة الحشو أقل من نقطة انصهار المادة الأساسية. على سبيل المثال، في اللحام بالليزر للصلب، تكون مواد الحشو عادةً عبارة عن برونزيات السيليكون (على سبيل المثال، CuSi3، نقطة انصهار 910-1025 درجة مئوية) أو برونزيات الألومنيوم (CuAl8، نقطة انصهار 1030-1040 درجة مئوية).
من الممكن أيضًا لحام المعادن الفريدة بالليزر . على سبيل المثال، عند لحام الفولاذ الكربوني والألومنيوم بالليزر، يتم لحام مادة الحشو بالجزء المصنوع من الألومنيوم ثم لحامها بالجزء الفولاذي. كما يمكن لحام الفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ معًا بسهولة.
التطبيقات النموذجية للحام بالليزر هي الهياكل المعدنية التي تتطلب مدخلات حرارية منخفضة ومقاومة جيدة للتآكل وحاجة أقل لإعادة التشطيب. على سبيل المثال، تستخدم صناعة السيارات اللحام بالليزر في اللحامات الطويلة المرئية في الهياكل الهيكلية والأبواب.
فوائد اللحام بالليزر
- جودة سطح المفصل ممتازة
- مقاومة ممتازة للتآكل في المفاصل
- سرعة معالجة عالية (2-6 م/دقيقة)
- انخفاض الحاجة إلى أعمال إعادة التشطيب
- العملية سهلة التحكم
- ربط المعادن غير المتشابهة
حدود اللحام بالليزر
- عادةً فقط للمواد الرقيقة
- تكلفة استثمارية عالية نسبيا