بررسی روش جوشکاری لیزر عبوری و پارامترهای مؤثر بر آن

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشگاه گیلان، دانشکده مهندسی مکانیک، گیلان،رشت

2 استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه

چکیده

استفاده از لیزر در جوشکاری پلاستیک‌ها در اوائل دهة 1970 م مطرح شد. اگرچه کاربردهای گستردة صنعتی این فناوری در جوشکاری پلاستیک‌ها از سال‌های پایانی دهة 1990 آغاز شده است. در جوشکاری لیزر عبوری، قطعاتی که باید به‌هم متصل شوند در کنار هم قرار می‌گیرند و تولید حرارت و ایجاد منطقة جوش همزمان با هم صورت می‌پذیرد. در این روش یکی از قطعاتی که قرار است جوش شود باید قابلیت عبوردهی پرتو لیزر را داشته باشد و قطعة دیگر می‌تواند شفاف یا غیرشفاف باشد که در حالت شفاف‌بودن قطعة دوم، باید از یک مادة جاذب در فصل مشترک دو قطعه استفاد کرد. پرتو لیزر در قطعة شفاف نفوذ کرده و با رسیدن به قطعة جاذب در فصل مشترک دو قطعه کار به حرارت تبدیل می‌شود و منطقة جوش را ایجاد می‌کند. در این مقاله سعی شده است با مرور تاریخچة جوشکاری لیزر عبوری با تکیه بر کارهای تجربی به بررسی قابلیت‌های فرایند، پارامترهای مؤثر بر آن و کاربردهایش پرداخته شود.

کلیدواژه‌ها


[1] H. Potente, J. Korte, F. Becker, Laser transmission welding of thermoplastics: analysis of the heating phase, Journal of reinforced plastics and composites, vol. 18, no. 10, pp. 914-920, 1999.

[2] K. Mistry, Tutorial plastics welding technology for industry, Assembly Automation, Vol. 17, No. 3, pp. 196-200, 1997.

[3] K. Sato, Y. Kurosaki, T. Saito, I. Satoh, Laser welding of plastics transparent to near-infrared radiation, in Proceeding of International Society for Optics and Photonics, San Jose, CA, USA, 2002.

[4] S. Katayama, Handbook of laser welding technologies, Elsevier, 2013.

[5] K. Toyota Jidosha, Laser beam welding of plastic plates, Patent application JP85213304, Vol. 26, 1985.

[6] I. Jones, R. Wise, Welding method, Google Patents, 2003.

[7] I. Jones, N. Taylor, R. Sallavanti, J. Griffiths, Use of Infrared Dyes for Transmission Laser Welding of Plastics, in Proceeding of Laser Materials Processing Conference, San Diego, CA, USA, 1999.

[8] A. Roesner, P. Abels, A. Olowinsky, N. Matsuo, A. Hino, Absorber-free laser beam welding of transparent thermoplastics, in Proceeding of International Congress on Applications of Lasers & Electro Optics, Temecula, CA, USA, 2008.

[9] R. Prabhakaran, M. Kontopoulou, G. Zak, P. Bates, V. Sidiropoulos, Simulation of heat transfer in laser transmission welding, International Polymer Processing, Vol. 20, No. 4, pp. 410-416, 2005.

[10] M. Ilie, J.-C. Kneip, S. Matteï, A. Nichici, C. Roze, T. Girasole, Through-transmission laser welding of polymers–temperature field modeling and infrared investigation, Infrared Physics & Technology, vol. 51, no. 1, pp. 73-79, 2007.

[11] J. D. Van de Ven, A. G. Erdman, Laser transmission welding of thermoplastics-Part I: Temperature and pressure modeling, Journal of Manufacturing Science and Engineering, vol. 129, no. 5, pp. 849-858, 2007.

[12] J. D. Van de Ven, A. G. Erdman, Laser transmission welding of thermoplastics-part II: Experimental Model Validation, Journal of Manufacturing Science and Engineering, vol. 129, no. 5, pp. 859-867, 2007.

[13] B. Acherjee, A. S. Kuar, S. Mitra, D. Misra, Application of grey-based Taguchi method for simultaneous optimization of multiple quality characteristics in laser transmission welding process of thermoplastics, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 56, no. 9, pp. 995-1006, 2011.

[14] A. C. A. Asséko, B. Cosson, M. Deleglise, F. Schmidt, Y. Le Maoult, E. Lafranche, Analytical and numerical modeling of light scattering in composite transmission laser welding process, International Journal of Material Forming, vol. 8, no. 1, pp. 127-135, 2015.

[15] M. Fox, Optical properties of solids, AAPT, 2002.

[16] P. A. Hilton, I. Jones, Y. Kennish, Transmission laser welding of plastics, in Proceeding the SPIE, vol. 4831, pp. 44-52, 2003.

[17] B. Acherjee, D. Misra, D. Bose, K. Venkadeshwaran, Prediction of weld strength and seam width for laser transmission welding of thermoplastic using response surface methodology, Optics & Laser Technology, vol. 41, no. 8, pp. 956-967, 2009.

[18] C. G. K. Malek, Laser processing for bio-microfluidics applications (part II), Analytical and bioanalytical chemistry, vol. 385, no. 8, pp. 1362-1369, 2006.

[19] O.Hinz, Laser welding in medical engineering, Leister Process Technologies, Kaegiswil, Switzerland, 2011.

[20] T. Ishide, O. Matumoto, Y. Nagura, T. Nagashima , Optical fiber transmission of 2 kW cw YAG laser and its practical application to welding, in Proceeding of The International Congress on Optical Science and Engineering, The Hague, Netherlands, 1990. 

[21] I. Jones, Laser welding for plastic components, Assembly Automation, vol. 22 no. 2, pp.129-135, 2002.