تحقیق در مورد جوشکاری چدن

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .DOC ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 18 صفحه

 قسمتی از متن .DOC : 

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد کرج

عنوان پروژه:

متالورژی جوشکاری چدن خاکستری

استاد مربوطه:

دکتر ثابت

دانشجو:

سید یاسر موسوی

شماره دانشجویی:

82473435212

پاییز 86

پیشگرم کردن برای جوشکاری انواع چدن خاکستری

از آنجایی که تنش تسلیم چدن های خاکستری با افزایش محدود دما کاهش می یابد، با پیشگرم کردن چدن های خاکستری قبل از جوشکاری می توان مقادیر قابل توجهی از تنش های پسماند را در قطعه کار از میان برداشت.

مهمترین مزایای پیشگرمایی در چدن های خاکستری به قرار زیرند؛

1-کاهش تنش های پسماند در قطعه با کاهش نسبی تنش تسلیم در اثر پیشگرمایی تا حدود 450 درجه سانتیگراد.

2-ترک های ناشی ار تنش های انقباضی جوشکاری یکی از مشکلات همیشگی موجود در چدن های خاکستری است.برای برطرف کردن تنش های انقباضی باید به وسیله پیشگرم کردن، حجم قطعه چدنی را منبسط کرد. این نوع پیشگرمایی را اصطلاحاً پیشگرمایی غیر مستقیم می گویند.در این روش ابتدا سطح بیشتری از قطعه چدنی را با دمای کمتر و سپس سطح کمتری از قطعه را با دمای بیشتر پیشگرم می کنند. البته در هر حال، پیشگرمایی موضعی در محل اتصال باید با دمای بالاتری انجام شود تا این محل از انعطاف پذیری بالاتری برخوردار شده و ترد و شکننده نشوند. در زمان جوشکاری قطعات چدنی که شکل پیچیده ای دارند، دمای پیشگرمایی باید تقریباً کمتر ازدمای سرخ شدن باشد. برای چدن های خاکستری این درجه حرارت تقریباً برابر 600 درجه سانتیگراد در کوره های گاز یا زغال سوز است. هر اندازه شکل قطعه پیچیده تر باشد، به پیشگرمایی یکنواخت تری نیاز خواهد بود.

3-برای جلوگیری از وسیع شدن منطقه HAZ که خود سبب افزایش خطر ترکیدن کناره های جوش می شود، پیشگرم کردن تا دمای 500 تا 600 درجه پیشنهاد شده و مناسب خواهد بود.

4-همچنین پیشگرم کردن در حدود 500 تا 600 درجه سانتیگراد و سرد کردن آهسته از پدیده جذب کربن موجود در چدن توسط فلز جوش که در کلیه چدن های خاکستری در حین جوشکاری اتفاق می افتد، جلوگیری نموده و یا آن را تقلیل می دهد.

5- دیگر مزیت پیشگرم کردن چدن ها قبل از آغاز جوشکاری، زدودن روغن و چربی های سطحی و تبخیر روغن و چربی جذب شده و نفوذ کرده در عمق قطعه می باشد که با نگهداری قطعه برای زمان 4 تا 8 ساعت در 500 درجه سانتیگراد تحقق می یابد.

6-پیشگرم کردن قطعه چدن خاکستری مورد جوش و کنترل درجه حرارت بین پاسی، موجب کاهش شیب حرارتی و در نتیجه باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش می گردد. در نتیجه احتمال ایجاد کاربید را در فلز جوش و مارتنزیت در ناحیه HAZ کاهش می دهد.

روش های پیشگرم کردن و کنترل درجه حرارت بین پاسی در چدن های خاکستری

الف) پیشگرم کردن موضعی توسط شعله یا المنت، برای کاهش نرخ سرد شدن جوش بسیار موثر است. برای این منظور باید قطعه کار را به گونه ای قرار داد که مسیر پیشگرم کردن باعث تمرکز تنش در موضع خاصی نشود.

ب) پیشگرمایی عمومی به علت عدم احتمال ایجاد تنش های داخلی در مواضع دیگر قطعه نسبت به پیشگرمایی موضعی ترجیح داده مشود. افزایش دمای پیشگرمایی در نواحی سه گانه جوش HAZ و فلز پایه سبب کاهش سختی می شود. جدول 1 تاثیر پیشگرمایی را بر سختی یک چدن خاکستری کلاس 20 که با الکترود ENi Fe-Cl و قطر mm 5 جوشکاری شده، نشان می دهد.

(HB)سختی

دمای پیشگرمایی

(درجه سانتیگراد)

فلز پایه

HAZ

جوش

169-165

480-426

362-342

بدون پیشگرم

169-165

426-404

362-297

110

169

404-363

340-305

230

176-169

322-255

228-185

315

جدول1- تاثیر درجه حرارت پیشگرمایی بر مقدار سختی یک چدن خاکستری GG20

همان طور که ملاحظه می شود، انتخاب صحیح دمای پیشگرمایی عمومی می تواند اطلاعات مفیدی در خصوص پیش بینی ساختار کریستالی منطقه HAZ جوش در اختیار قرار دهد.جدول 2 اطلاعاتی در این زمینه ارائه می دهد.

دمای پیشگرمایی

ساختار کریستالی منطقه HAZ چدن خاکستری

25

مارتنزیت

100

استحاله پرلیتی اتفاق می افتد

200

مقدار زیادی از مارتنزیت و کاربید توسط پرلیت جایگزین می گردد

300

تقریباً تمامی مارتنزیت توسط پرلیت جایگزین می گردد

400

مارتنزیت ایجاد نمی شود و اصلاً در ترکیب وجود ندارد

جدول2-پیش بینی ساختار کریستالی منطقه HAZ بر اساس انتخاب دمای پیشگرم چدن خاکستری

تحقیق در مورد جوشکاری به روش نقطه جوش

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 6 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

جوشکاری به روش نقطه جوش

صنایع مدرن و پیشرفته امروزه رقابت شدید در تولیدات صنعتی و نظامی سبب پیشرفت سریع جوشکاری گردید اصولی که از جوشکاری مورد انتظار است این است که:

جوش سریع و تمیز باشد

مخارج تهیه مواد جوشکاری کم باشد

مخارج تهیه ماشین آلات حداقل باشد

به کاربرد همه جانبه واستفاده صحیح در همه جا از دستگاه جوشکاری ممکن باشد.

از دستگاههای سنگین جوشکاری یا دستگاههای زمینی برای جوشکاری ورقهای نازک و غیره نمی توان استفاده کرد. نقطه جوشها به علت طرز کار صحیح و سریع با استفاده از فک های جوشکاری و مقاومت الکتریکی کاربرد زیادی در صنایع دارند و با اتصال دو قطب به ترانسفورماتور مبدل و فکهای آنها در اثر عبور جریان از نقطه تماس فکها و خاصیت مقاومت جریان به سرعت حوزه مشخصی گرم شده و چون این گرم شدن تا حد ذوب در نقطه مشخص و محدود است به علت سادگی و تمیزی از آنها استفاده می گردد. جریان آب در داخل فکها سبب جلوگیری از ذوب شدن آنها شده و این دستگاهها به اندازه های مختلف ساخته می شوند و علت اصلی ابداع نقطه جوش برای جوشکاری صفحات نازک می باشند که با دستگاههای دیگر جوشکاری به سختی ممکن می باشد. قطعات مختلف نقطه جوش نوع شلاتر توضیح اینکه کارخانجات شلاتر دارای انواع دستگاههای نقطه جوش یا جوش دادن نقطه بوده و از ریزترین قطعات تا بزرگترین قطعات را از لحاظ دستگاه جوشکاری با آمپراژ و قدرت مشخص تامین می نماید.

توصیف شکل

بازوهای جوشکاری نقطه جوش یا الکترودهای جوشکاری از پروفیل مخصوص

محل یا قلاب اتصال نقطه جوش (چون این نوع جوشکاری آویز در اکثر کارخانجات تولیدی استعمال می شود و بایستی کاملاً سریع التغییر و سریع العمل باشد).

دستگیره با محل گرفتن و فرمان دادن متخصص جوشکاری و قطعات و وسائل فرمان نیز دیده می شود برای سیلندر یا بدنه نقطه جوش

سیلندر نقطه جوش یا بدنه اصلی برای کورس دوبل یا تک با تغییر دهنده کورس سیلندر و ضربه گیر مربوطه که عمل تغییرات مکانی را به طور کلی انجام می دهد.

ترانسفورماتور جوشکاری که در خلاء ریخته شده و با آب سرد می شود . طبقه بندی ایزولاسیون . F

سردکنندگی سریع با آب در حداکثر زمان اتصال که چنانچه مدت زیادی هم وصل باشد سرد کنندگی انجام می گیرد.

محل اتصال کابل به دستگاه و سیمهای فرمان که بر طبق طول ضروری سری آن حداکثر 10 متر طول دارد و حداکثر دقت در طراحی و ساخت آن به عمل آمده تا از لحاظ اتصالات الکتریکی صیحیح باشد.

بازوی پائینی نقطه جوش که طوری طراحی گردیده است که احتیاج زیاد به رسیدگی و کنترل ندارد و مفاصل و اتصالات کاملاً دقیق می باشند.

فاصله صحیح و قابل تغییر مطابق با احتیاجات کار بازوی جوشکاری را می توان تغییر داد و بسته به ابعاد کار آن را تنظیم کرد.

مسئله مهم در نقطه جوش "اول ورود جریان آب و خروج آن ، از فک ها یا

تحقیق در مورد جوشکاری 40 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 39 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

تعریف: اتصال دو قطعه فلز همجنس را در صورتیکه به یکی از روشهای زیر انجام شود، جوشکاری گویند:

الف: در حالت مذاب یا جامد

ب: با استفاده از واسطه (مواد کمکی) یا بدون واسطه

ج:‌ با ایجاد فشار یا بدون استفاده از فشار

در واقع جوشکاری به اتصالی گفته می شود که محل اتصال را از قسمتهای دیگر قطعات نتوان مجزا نمود یا به عبارت دیگر خواص جوش ایجاد شده با قطعات مورد اتصال یکسان یا نزدیک به هم باشد.

با توجه به این که اغلب سازه ها و یا قسمتهای مختلف ماشین آلات صنعتی از قطعات ریختگی،‌ آهنگری شده، نورد شده و غیره، با ابعاد، جنس و شکل متفاوت تشکیل شده اند لذا اتصال آنها با یک یا چند روش محدود جوشکاری امکان‌پذیر نیست و ضرورت ایجاب می کند از فرآیندهای مختلف، متناسب با موقعیت قطعات استفاده شود. روشهای مختلف جوشکاری با توجه به انرژی مصرفی از یکدیگر تفکیک می شوند. نمودار 1-3- نمونه ای از فرآیندهای جوشکاری را با انرژی مورد استفاده آنها نشان می دهد.

1-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و الکترود فلزی: در این روش انرژی لازم از تشکیل قوس الکتریکی که بین دو قطب صورت می گیرد به دست می آید:

قوس الکتریکی عبارت است از تخلیة بار الکتریکی بین دو قطب و یونیزه شدن گاز موجود در منطقة قوس.

قوس الکتریکی در صورتی تشکیل می گردد که بین الکترود و قطعه کار (دو قطب جریان الکتریسیته) فاصله ای حدود 3 میلیمتر ایجاد شود.

در این سیستم جریان الکتریسیته که معمولاً از برق شهر تأمین می گردد توسط منبع قدرت یا انرژی (دستگاه جوشکاری) تقویت شده، شدت جریان متناسب با قطر الکترود و شرایط اتصال تنظیم می شود. ولتاژ جریان نیز توسط دستگاه کاهش می یابد الکترود که نقش واسطه را به عهده دارد از دو قسمت سیم و پوشش تشکیل شده است و با توجه به جنس و مشخصات قطعات مورد اتصال انتخاب می شود.

این فرآیند در حال حاضر بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف ماشین سازی و تولید سازه های فولادی برعهده دارد. با استفاده از این روش جوشکاری می توان اتصال قطعات مختلف فولادی، انواع چدن، آلیاژهای آلومینیوم و مس را بخوبی انجام داد.

2-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و حفاظت با پودر (زیر پودری): همانطور که گفته شد در روش قوس الکتریکی و الکترود دستی واسطة اتصال الکترود پوشش دار است. پوشش الکترود وظیفة حفاظت منطقة‌ مذاب (محل تشکیل قوس) را برعهده دارد و در نتیجه از تأثیر هوا و عناصر مضر آن در جوش جلوگیری می کند.

در سیستم زیرپودری از سیم بدون پوشش استفاده می شود که به طور متوالی از قرقرة مخصوص رها می گردد و ضمن تشکیل قوس، نقش واسطه اتصال را نیز برعهده دارد. برای جلوگیری از تأثیر عناصر مضر هوا پودر مخصوصی از یک مخزن به محل تشکیل قوس هدایت می شود و هنگام ایجاد مذاب پودر مذکور نیز ذوب شده، محل اتصال را مانند پوشش الکترود حفاظت می کند.

از این فرآیند در جوشکاری قطعات ضخیم فولادی، اتصال درز لوله ها، مونتاژ قطعات ماشین آلات سنگین و غیره استفاده می شود.

3-1-3- جوشکاری با قوس الکتریکی و حفاظت با گاز: در بعضی از موارد که از سیم بدون پوشش به عنوان واسطه در جوشکاری استفاده می شود حفاظت محل اتصال به وسیلة گازهای بی اثر یا فعال تأمین می گردد. این فرآیندها به دو دسته به شرح ذیل تقسیم می شوند:

الف: جوشکاری (جوشکاری قوس الکتریکی با استفاده از الکترود تنگستن و حفاظت گاز)

در این روش قوس الکتریکی بین یک الکترود دیرذوب (از جنس تنگستن) و قطعة گاز تشکیل می گردد. گاز حفاظت کننده که معمولاً از گازهای بی اثر (آرگون، هلیوم و ترکیبات آنها) می باشد از طریق کپسول مربوط تأمین می شود و توسط شیلنگ مخصوص به محل تشکیل قوس هدایت می گردد.

گاز مذکور به علت بی اثر بودن، نقش مخرب در جوش ندارد و از تأثیر عناصر مضر هوا در جوش جلوگیری می کند.

تحقیق در مورد جوشکاری دستی قوس برقی(S M A W)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 17 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

جوشکاری

تاریخچه ی مختصراز جوشکاری دستی قوس برقی(S.M.A.W)

قوس برقی در سال 1807توسط سرهمفری دیوی کشف شد ولی استفاده از آن در جوشکاری فلزات به یکدیگر هشتاد سال بعد از ین کشف ، یعنی در سال 1881 اتفاق افتاد. فردی به نام آگوست دیمری تنز در ین سال توانست با استفاده از قوس برقی و الکترود ذغالی صفحات نگهدارنده انباره باطری را به هم متصل نمید.بعد از آن یک روسی به نام نیکولاس دی بارنادوس با یک میله کربنی که دسته ی عیق داشت توانست قطعاتی را به هم جوش دهد. وی در سال 1887 اختراع خود را در انگلستان  به ثبت رساند.ین قدیمی ترین اختراع به ثبت رسیده در عرصه جوشکاری دستی قوسی برقی می باشد.فریند جوشکاری با الکترود کربنی در سالهی 1880و1890در اروپا و آمریکا رواج داشت ولی استفاده از ولت زیاد (100 تا 300ولت)و آمپر زیاد (600تا 1000آمپر)در ین فریند و فلز جوش حاصله که به علت ناخالصیهی کربنی شکننده بود همه باعث می شد ین فریند با اقبال صنعت مواجه نشود.

جهش از ین مرحله به مرحله فریند جوشکاری با الکترود فلزی در سال 1889 صورت گرفت.در ین سال یک محقق روس به نام اسلاویانوف و یک آمریکیی به نام چارلز کافین(بنیانگذار شرکت جنرال الکتریک)هرکدام جداگانه توانستند روش استفاده از الکترود فلزی در جوشکاری با قوس برقی را ابداع نمیند.

در آغاز قرن بیستم جوشکاری دستی با قوس برقی مورد قبول صنعت واقع شد. علیرغم یرادهی فراوان(استفاده از مفتول لخت و بدون روکش)مورد استفاده قرار گرفت.در آمریکااز مفتول لخت که داری روکش نازکی از اکسید آهن که ماحصل زنگ خوردگی طبیعی و یا بخاطر پاشیدن عمدی آب بر روی کلافهی مفتول قبل از کشیده شدن نهیی بود استفاده می شد و گاهی ین مفتول لخت با آب آهک آغشته می شد تا در هر دو وضعیت بتواند ثبات قوس برقی را بهتر فراهم آورد.آقی اسکار کجل برگ سوئدی را بید پدر الکترودهی روکش دار مدرن شناخت وی نخستین شخصی بود که مخلوطی از مواد معدنی و آلی را به منظور کنترل قوس برقی و خصوصیات مورد نظر از فلز جوش حاصله با موفقیت به کار برد.وی اختراع خود را در سال 1907 به ثبت رساند.ماشینهی جوشکاری با فعالیت هی فوق الذکر به روند تکاملی خود ادامه می دادند.در سالهی 1880 مجموعه ی از باطری پر شده به عنوان منبع نیرو در ماشین هی جوشکاری به کار گرفته شد.تا ینکه در سال 1907 نخستین دستگاه Generator جوشکاری به بازار آمریکا عرضه شد.

جوشکاری با گاز یا شعله

جوشکاری با گاز یا شعله یکی ازاولین روشهی جوشکاری معمول در قطعات آلومینیومی  بوده و هنوز هم در کارگاههی  کوچک در صنیع ظروف آشپزخانه و دکوراسیون و تعمیرات بکارمیرود. در ین روش فلاکس یا روانساز یا تنه کار بری برطرف کردن لیه اکسیدی بکار میرود.

مزیا:سادگی فریند و ارزانی و قابل حمل و نقل بودن وسیل

محدوده کاربرد:ورقهی نازک 8/0تا 5/1میلیمتر

محدودیتها:باقی ماندن روانساز لابلی درزها و تسریع  خوردگی -  سرعت کم – منطقه   H.A.Zوسیع است .

قطعات بالاتر از 5/2میلیمتر را به دلیل عدم تمرکز شعله و افت حرارت بین روش جوش نمیدهند.

حرارت لازم در ین  روش از واکنش شیمییی گاز با اکسیژن بوجود می ید.

حرارت توسط جابجیی و تشعشع به کار منتقل می شود. قدرت جابجیی به فشار گاز و قدرت تشعشع به توان چهارم درجه حرارت شعله بستگی دارد. لذا تغییر اندکی در درجه حرارت شعله می تواند میزان حرارت تشعشعی و شدت آنرا بمقدار زیادی تغییر دهد.درجه حرارت شعله به حرارت ناشی از احتراق و حجم اکسیژن لازم بری احتراق و گرمی ویژه و حجم محصول احتراق(گازهی تولید شده) بستگی دارد. اگر از هوا بری احتراق استفاده شود مقدار ازتی که وارد واکنش سوختن  نمی شود قسمتی از حرارت احتراق راجذب کرده و باعث کاهش درجه حرارت شعله می شود.بنابرین تنظیم کامل گاز سوختنی و اکسیژن لازمه یجاد شعله بادرجه حرارت بالاست. گازهی سوختنی نظیر استیلن یا پروپان یا هیدروژن و گاز طبیعی نیز قابل استفاده است که مقدار حرارت احتراق و  در نتیجه درجه حرارت شعله نیز متفاوت خواهد بود. در عین حال معمولترین گاز سوختنی گاز استیلن است.

تجهیزات و وسیل اولیه ین روش شامل سیلندر گاز اکسیژن و سیلندر گاز استیلن یا مولد گاز استیلن و رگولاتور تنظیم فشار بری گاز و لوله لاستیکی انتقال دهنده  گاز به مشعل و  مشعل جوشکاری است.

استیلن با فرمول C2H2 و بوی بد در فشار بالا ناپیدار و قابل انفجار است و نگهداری و حمل و نقل آن نیازبه رعیت و مراقبت بالا دارد.فشار گاز در سیلندر حدود psi 2200است و رگولاتورها ین فشار را تا زیر psi 15 پیین می آورند.و به سمت مشعل هدیت  می شود.(در فشارهی بالا یمنی کافی وجود ندارد).توجه به ین نکته نیز ضروری است که اگر بیش از 5 مترمکعب در ساعت ازاستیلن استفاده شود از سیلندر استن بیرون خواند زد که خطرناک است.

بعضی اوقات از مولدهی استیلن بری تولید گاز استفاده می شود. بر اساس ترکیب سنگ کاربید با آب گاز استیلن تولید میشود.                  

 CaC2 + 2 H2O = C2H2 + Ca(OH)2

روش تولید گاز با سنگ کاربید به دو نوع کلی تفسیم میشود.

1-روشی که آب بر روی کاربید ریخته میشود.

2-روشی که کاربید  با سطح آب تماس حاصل میکند و باکم و زیاد شده فشار گاز سطح آب در مخزن تغییرمی کند.

رگولاتورها(تنظیم کننده هی فشار) هم داری انواع گوناگونی هستند و بری فشارهی مختلف ورودی و خروجی مختلف طراحی شده اند.رگولاتورها داری دو فشارسنج هستند که یکی فشار داخل مخزن و دیگری فشار گاز خروجی را نشان میدهند. رگولاتورها در دو نوع کلی یک مرحله ی و دو مرحله ی تقسیم میشوند که ین  تقسیم بندی همان  مکانیزم تقلیل فشار است. ذکر جزییات دقیق رگولاتورها در ینجا میسر نیست اما اطلاع از فریند تنظیم فشار بری  هر مهندسی لازم است(حتما پیگیر باشید).

کار مشعل آوردن حجم مناسبی از گاز سوختنی و اکسیژن سپس مخلوط کردن آنها و هدیتشان به سوی نازل است تا شعله مورد نظر را یجاد کند.

اجزا مشعل: 

 الف-شیرهی تنظیم گاز  سوختنی و اکسیژن

 ب-دسته مشعل

ج-لوله اختلاط

د-نازل

قابل ذکر ینکه طرحهی مختلفی درقسمت ورودی گاز به  لوله اختلاط مشعل وجود دارد تا ماکزیمم حرکت اغتشاشی به مخلوط گازها داده شود و سپس حرکت گاز در ادامه مسیر در ادامه مشعل کندتر شده تا شعله ی آرام  بوجود ید.

در انتها یادآور می شود مطالب بسیار زیادی در ین خصوص وجود داشت که بدلیل عدم امکان نمیش تصاویر که عمدتا اسکن هم نشده اند بیش از ین به شرح و توضیح آنها نپرداختم.از جمله ین مطالب شناسیی نوع شعله(از لحاظ قدرت و کاربرد) بود.یا نشان دادن چند نوع رگولاتور از نمی شماتیک و ... .

پیچیدگی((Distortion

پیچیدگی و تغییر ابعاد یکی ازمشکلاتی است که در اثر اشتباه طراحی و تکنیک عملیات  جوشکاری ناشی میشود. با فرض اجتناب از ورود به مباحث تئوریک

تحقیق در مورد جوشکاری با لیزر

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 11 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

جوشکاری با لیزر

جوشکاری و برشکاری با استفاده از اشعه لیزر از روشهای نوین جوشکاری بوده که در دهه های اخیر مورد توجه صنعت قرار گرفته و امروزه به خاطر کیفیت ، سرعت و قابلیت کنترل آن به طور وسیعی در صنعت از آن استفاده می شود .به وسیله متمرکز کردن اشعه لیزر روی فلز یک حوضچه مذاب تشکیل شده و عملیات جوشکاری انجام می شود .

اصول کار و انواع لیزرهای مورد استفاده در جوشکاری :

به طور عمده از دو نوع لیزر در جوشکاری و برشکاری استفاده می شود : لیزرهای جامد مثل Ruby و ND:YAG و لیزرهای گاز مثل لیزر CO۲ . در زیر اصول کار لیزر Ruby که از آن بیشتر در جوشکاری استفاده می شود توضیح داده می شود . این سیستم لیزر از یک کریستال استوانه ای شکل Ruby (Ruby یک نوع اکسید آلومینیوم است که ذرات کرم در آن پخش شده اند . ) تشکیل شده است . دو سر آن کاملا صیقلی و آینه ای شده و در یک سر آن یک سوراخ ریز برای خروج اشعه لیزر وجود دارد . در اطراف این کریستال لامپ گزنون قرار دارد که لامپ فوق برای کار در سرعت حدود ۱۰۰۰ فلاش در ثانیه طراحی شده است . لامپ گزنون با استفاده از یک خازن که حدود ۱۰۰۰ بار در ثانیه شارژ و تخلیه شده فلاش می زند و هنگامی که کریستال Ruby تحت تاثیر این فلاش ها قرار بگیرد اتمهای کرم داخل شبکه کریستالی تحریک شده و در اثر این تحریک امواج نور از خود سطع می کنند و با باز تابش این اشعه ها در سطوح صیقلی و تقویت آنها اشعه لیزر شکل می گیرد . اشعه لیزر شکل گرفته از سوراخ ریز خارج شده و سپس به وسیله یک عدسی بر روی قطعه کار متمرکز شده که بر اثر برخورد انرژی بسیار زیادی در سطح کوچکی آزاد می کند که باعث ذوب و بخار شدن قطعه و انجام عمل ذوب می شود .

محدودیت لیزر Ruby پیوسته نبودن اشعه آن است در حالیکه انرژی خروجی ان بیشتر از لیزر های گاز مانند لیزر CO۲ است که در آنها اشعه حاصله پیوسته است، از لیزر CO۲ بیشتر به منظور برش استفاده می شود و از لیزر ND:YAG بیشتر برای جوشکاری آلومینیوم استفاده میشود .

از انجا که در این روش مقدار اعظمی از انرژی مصرف شده به گرما تبدیل می شود این سیستم باید به یک سیستم خنک کننده مجهز باشد .

در جوشکاری لیزر دو روش عمده برای جوشکاری وجود دارد : یکی حرکت دادن سریع قطعه زیر اشعه است تا که یک جوش پیوسته شکل بگیرد و دیگری که مرسوم تر است جوش دادن باچند سری پرتاب اشعه است .

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 .

طراحی اتصال در جوشکاری لیزر : بهترین طرح اتصال برای این نوع جوشکاری طرح اتصال لب به لب می باشد و با توجه به محدودیت ضخامت در آن می توان ازطرح اتصال های T یا اتصال گوشه نیز استفاده نمود .

مزایای جوشکاری لیزر :

- حوضچه مذاب می تواند داخل یک محیط شفاف ایجاد شود ( باعکس روشهای معمولی که همیشه حوضچه مذاب در سطح خارجی آنها ایجاد می شود (.

- محدوده بسیار وسیعی از مواد را مانند آلیاژها با نقاط ذوب فوق العاده بالا ، مواد غیر همجنس و … را میتوان به یکدیگر جوش داد.

- در این روش میتوان مکان های غیر قابل دسترسی را جوشکاری نمود .

- از آنجا که هیچ الکترودی برای این منظور استفاده نمی شود نیازی به جریان های بالا برای جوشکاری نیست.

- اشعه لیزر نیاز به هیچگونه گاز محافظ یا محیط خلایی برای عملکرد ندارد .

- به خاطر تمرکز بالای اشعه منطقه HAZ بسیار باریکی در جوش تشکیل می شود .

جوشکاری لیزر نسبت به سایر روش های جوشکاری تمیز تر است .

محدودیت ها و معایب جوشکاری لیزر :

سیستم های جوشکاری لیزرنسبت به سایر دستگاههای سنتی جوشکاری بسیار گران هستند و در ضمن لیزرهایی مانند Ruby به خاطر پالسی بودن اکثر آنها از سرعت پیشروی کمی برخوردارند (۲۵ تا ۲۵۰ میلیمتر در دقیقه). همچنین این نوع جوشکاری دررای محدودیت عمق نیز می باشد .

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 می توان در صنعت اتومبیل و مونتاژ آن برای جوش دادن درزهای بلند استفاده نمود.

کاربرد لیزر در جوشکاری

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 پیشرفت ها را می‌توان مرهون عوامل زیر دانست:

حرارت ورودی محدود منطقهٔ حرارت پذیرفتهٔ کوچک میزان ناصافی اندک سرعت بالای جوشکاری این خصوصیات جوشکاری لیزری را گزینه 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.

فرآیندهای ترکیبی که از ترکیب لیزر و قوس MIG استفاده می‌کنند برای قرار گرفتن بر سطحی که بایستی جوشکاری در آن انجام شود طراحی شده اند. علاوه بر این تجهیزات ویژه بکار گرفته شده بشکل قابل توجهی ابزارهای مورد نیاز برای آماده سازی لبه مورد نظر برای جوشکاری را کاهش می‌دهند. آلیاژهایی که برای سیمهای پر کننده در قسمت درز گیری بکار میروند باعث یکدست شدن فیزیکی