ঝালাই হলো তাপ প্রয়োগের মাধ্যমে দুই বা ততোধিক ধাতুকে একসাথে যুক্ত করার একটি প্রক্রিয়া। ঝালাই করার ক্ষেত্রে সাধারণত কোনো বস্তুকে তার গলনাঙ্ক পর্যন্ত উত্তপ্ত করা হয়, যাতে মূল ধাতু গলে গিয়ে জোড়গুলোর মধ্যবর্তী ফাঁক পূরণ করে একটি শক্তিশালী সংযোগ তৈরি করে। লেজার ঝালাই হলো এমন একটি সংযোগ পদ্ধতি যা তাপের উৎস হিসেবে লেজার ব্যবহার করে।
উদাহরণস্বরূপ বর্গাকার কেসযুক্ত পাওয়ার ব্যাটারির কথা ধরা যাক: এর ব্যাটারির কোরটি লেজারের মাধ্যমে একাধিক অংশের সাথে সংযুক্ত থাকে। সম্পূর্ণ লেজার ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া চলাকালীন, উপাদানের সংযোগ শক্তি, উৎপাদন দক্ষতা এবং ত্রুটির হার—এই তিনটি বিষয় নিয়ে শিল্পে অধিক উদ্বেগ রয়েছে। উপাদানের সংযোগ শক্তিকে মেটালোগ্রাফিক অনুপ্রবেশের গভীরতা ও প্রস্থ দ্বারা প্রতিফলিত করা যায় (যা লেজার আলোক উৎসের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত); উৎপাদন দক্ষতা প্রধানত লেজার আলোক উৎসের প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতার সাথে সম্পর্কিত; এবং ত্রুটির হার প্রধানত লেজার আলোক উৎসের নির্বাচনের সাথে সম্পর্কিত; তাই, এই প্রবন্ধে বাজারে প্রচলিত কয়েকটি লেজার আলোক উৎসের একটি সাধারণ তুলনা করা হয়েছে, যা সহকর্মী প্রক্রিয়া উন্নয়নকারীদের সাহায্য করবে বলে আশা করা যায়।
কারণলেজার ওয়েল্ডিংমূলত আলোকে তাপে রূপান্তর করার একটি প্রক্রিয়া হওয়ায়, এর সাথে জড়িত কয়েকটি মূল প্যারামিটার হলো নিম্নরূপ: বিম কোয়ালিটি (বিবিপি, এম২, ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেল), এনার্জি ডেনসিটি, কোর ডায়ামিটার, এনার্জি ডিস্ট্রিবিউশন ফর্ম, অ্যাডাপ্টিভ ওয়েল্ডিং হেড, প্রসেসিং প্রসেস উইন্ডো এবং প্রসেসেবল মেটেরিয়ালস। এই দিকগুলো থেকে লেজার আলোক উৎস বিশ্লেষণ ও তুলনা করার জন্য এগুলো প্রধানত ব্যবহৃত হয়।
সিঙ্গেলমোড-মাল্টিমোড লেজার তুলনা
একক-মোড বহু-মোড সংজ্ঞা:
সিঙ্গেল মোড বলতে একটি দ্বি-মাত্রিক তলে লেজার শক্তির একটিমাত্র বন্টন বিন্যাসকে বোঝায়, অন্যদিকে মাল্টি-মোড বলতে একাধিক বন্টন বিন্যাসের উপরিপাতনের মাধ্যমে গঠিত স্থানিক শক্তি বন্টন বিন্যাসকে বোঝায়। সাধারণত, ফাইবার লেজারের আউটপুট সিঙ্গেল-মোড নাকি মাল্টি-মোড, তা নির্ণয় করতে বিম কোয়ালিটি M2 ফ্যাক্টরের মান ব্যবহার করা হয়: M2 ১.৩-এর কম হলে সেটি একটি বিশুদ্ধ সিঙ্গেল-মোড লেজার, M2 ১.৩ থেকে ২.০-এর মধ্যে হলে সেটি একটি কোয়াসি-সিঙ্গেল-মোড লেজার (ফিউ-মোড), এবং M2 ২.০-এর বেশি হলে সেটি মাল্টিমোড লেজার।
কারণলেজার ওয়েল্ডিংমূলত আলোকে তাপে রূপান্তর করার একটি প্রক্রিয়া হওয়ায়, এর সাথে জড়িত কয়েকটি মূল প্যারামিটার হলো নিম্নরূপ: বিম কোয়ালিটি (বিবিপি, এম২, ডাইভারজেন্স অ্যাঙ্গেল), এনার্জি ডেনসিটি, কোর ডায়ামিটার, এনার্জি ডিস্ট্রিবিউশন ফর্ম, অ্যাডাপ্টিভ ওয়েল্ডিং হেড, প্রসেসিং প্রসেস উইন্ডো এবং প্রসেসেবল মেটেরিয়ালস। এই দিকগুলো থেকে লেজার আলোক উৎস বিশ্লেষণ ও তুলনা করার জন্য এগুলো প্রধানত ব্যবহৃত হয়।
সিঙ্গেলমোড-মাল্টিমোড লেজার তুলনা
একক-মোড বহু-মোড সংজ্ঞা:
সিঙ্গেল মোড বলতে একটি দ্বি-মাত্রিক তলে লেজার শক্তির একটিমাত্র বন্টন বিন্যাসকে বোঝায়, অন্যদিকে মাল্টি-মোড বলতে একাধিক বন্টন বিন্যাসের উপরিপাতনের মাধ্যমে গঠিত স্থানিক শক্তি বন্টন বিন্যাসকে বোঝায়। সাধারণত, ফাইবার লেজারের আউটপুট সিঙ্গেল-মোড নাকি মাল্টি-মোড, তা নির্ণয় করতে বিম কোয়ালিটি M2 ফ্যাক্টরের মান ব্যবহার করা হয়: M2 ১.৩-এর কম হলে সেটি একটি বিশুদ্ধ সিঙ্গেল-মোড লেজার, M2 ১.৩ থেকে ২.০-এর মধ্যে হলে সেটি একটি কোয়াসি-সিঙ্গেল-মোড লেজার (ফিউ-মোড), এবং M2 ২.০-এর বেশি হলে সেটি মাল্টিমোড লেজার।
চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে: চিত্র খ-তে একটি একক মৌলিক মোডের শক্তি বন্টন দেখানো হয়েছে, এবং বৃত্তের কেন্দ্র দিয়ে যাওয়া যেকোনো দিকের শক্তি বন্টন একটি গাউসীয় বক্ররেখার আকারে থাকে। চিত্র ক-তে বহু-মোড শক্তি বন্টন দেখানো হয়েছে, যা একাধিক একক লেজার মোডের উপরিপাতনের মাধ্যমে গঠিত স্থানিক শক্তি বন্টন। বহু-মোড উপরিপাতনের ফলাফল হলো একটি সমতল-শীর্ষ বক্ররেখা।
সাধারণ সিঙ্গেল-মোড লেজার: IPG YLR-2000-SM, যেখানে SM হলো সিঙ্গেল মোড-এর সংক্ষিপ্ত রূপ। ফোকাস স্পট সাইজ গণনা করার জন্য হিসাবগুলোতে ১৫০-২৫০ কলিমেটেড ফোকাস ব্যবহার করা হয়েছে, শক্তি ঘনত্ব হলো ২০০০ ওয়াট, এবং তুলনার জন্য ফোকাস শক্তি ঘনত্ব ব্যবহার করা হয়েছে।
একক-মোড এবং বহু-মোডের তুলনালেজার ওয়েল্ডিংপ্রভাব
সিঙ্গেল-মোড লেজার: এর কোরের ব্যাস ছোট, শক্তির ঘনত্ব বেশি, ভেদন ক্ষমতা শক্তিশালী এবং তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল ছোট। এটি একটি ধারালো ছুরির মতো, বিশেষত পাতলা প্লেট ঝালাই এবং উচ্চ-গতির ঝালাইয়ের জন্য উপযুক্ত। এটি গ্যালভানোমিটারের সাথে ব্যবহার করে ক্ষুদ্র অংশ এবং উচ্চ প্রতিফলক অংশ (যেমন কান, সংযোগকারী অংশ ইত্যাদি) প্রক্রিয়াকরণ করা যায়। উপরের চিত্রে যেমন দেখানো হয়েছে, সিঙ্গেল-মোডে কীহোল ছোট হয় এবং অভ্যন্তরীণ উচ্চ-চাপের ধাতব বাষ্পের পরিমাণ সীমিত থাকে, তাই এতে সাধারণত অভ্যন্তরীণ ছিদ্রের মতো ত্রুটি থাকে না। সুরক্ষামূলক বাতাস না দিলে কম গতিতে এর বাহ্যিক রূপ অমসৃণ হয়। উচ্চ গতিতে সুরক্ষা যোগ করা হয়। গ্যাস প্রক্রিয়াকরণের মান ভালো, দক্ষতা বেশি, ঝালাই মসৃণ ও সমতল হয় এবং ফলনের হার বেশি। এটি স্ট্যাক ওয়েল্ডিং এবং পেনিট্রেশন ওয়েল্ডিংয়ের জন্য উপযুক্ত।
মাল্টি-মোড লেজার: এর কোরের ব্যাস বড়, সিঙ্গেল-মোড লেজারের তুলনায় শক্তির ঘনত্ব কিছুটা কম, ছুরি ভোঁতা, কীহোল বড়, ধাতব কাঠামো পুরু হয়, গভীরতা-প্রস্থের অনুপাত কম এবং একই শক্তিতে এর অনুপ্রবেশের গভীরতা সিঙ্গেল-মোড লেজারের চেয়ে ৩০% কম। তাই এটি বাট ওয়েল্ড প্রসেসিং এবং বড় অ্যাসেম্বলি গ্যাপযুক্ত পুরু প্লেট প্রসেসিংয়ের জন্য উপযুক্ত।
কম্পোজিট-রিং লেজার কনট্রাস্ট
হাইব্রিড ওয়েল্ডিং: ৯১৫ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সেমিকন্ডাক্টর লেজার রশ্মি এবং ১০৭০ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফাইবার লেজার রশ্মি একই ওয়েল্ডিং হেডে একত্রিত করা হয়। দুটি লেজার রশ্মি সমাক্ষীয়ভাবে বিন্যস্ত থাকে এবং এদের ফোকাল প্লেন নমনীয়ভাবে সামঞ্জস্য করা যায়, ফলে উৎপাদিত পণ্যে সেমিকন্ডাক্টর ও ফাইবার উভয় বৈশিষ্ট্যই বিদ্যমান থাকে।লেজার ওয়েল্ডিংঝালাইয়ের পরের সক্ষমতা। এর প্রভাব উজ্জ্বল এবং এতে ফাইবারের গভীরতা রয়েছে।লেজার ওয়েল্ডিং.
সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে প্রায়শই ৪০০ মাইক্রোমিটারের বেশি আকারের একটি বড় আলোক বিন্দু ব্যবহার করা হয়, যা প্রধানত পদার্থটিকে পূর্ব-উত্তপ্ত করা, এর পৃষ্ঠকে গলানো এবং ফাইবার লেজারের শোষণ হার বাড়ানোর জন্য দায়ী (তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে লেজারের শোষণ হারও বৃদ্ধি পায়)।
রিং লেজার: দুটি ফাইবার লেজার মডিউল লেজার আলো নির্গত করে, যা একটি যৌগিক অপটিক্যাল ফাইবারের (সিলিন্ডার আকৃতির অপটিক্যাল ফাইবারের ভেতরে থাকা রিং আকৃতির অপটিক্যাল ফাইবার) মাধ্যমে বস্তুর পৃষ্ঠে সঞ্চারিত হয়।
বলয়াকার স্পটযুক্ত দুটি লেজার রশ্মি: বাইরের বলয়াকার স্পটটি কীহোলের মুখ প্রসারিত করতে এবং উপাদান গলানোর জন্য দায়ী, এবং ভেতরের বলয়াকার লেজারটি অনুপ্রবেশের গভীরতার জন্য দায়ী, যা অতি-স্বল্প স্প্যাটার ওয়েল্ডিং সম্ভব করে তোলে। ভেতরের ও বাইরের বলয়াকার লেজারের পাওয়ার এবং কোরের ব্যাস ইচ্ছামতো মেলানো যায়। এর ফলে প্রসেস উইন্ডো একটিমাত্র লেজার রশ্মির চেয়ে বেশি নমনীয় হয়।
যৌগিক-বৃত্তাকার ঝালাইয়ের প্রভাবের তুলনা
যেহেতু হাইব্রিড ওয়েল্ডিং হলো সেমিকন্ডাক্টর থার্মাল কন্ডাক্টিভিটি ওয়েল্ডিং এবং ফাইবার অপটিক ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডিং-এর একটি সংমিশ্রণ, তাই এর বাইরের রিংয়ের পেনিট্রেশন কম গভীর হয় এবং মেটালোগ্রাফিক কাঠামো আরও তীক্ষ্ণ ও সরু হয়; একই সাথে, এর বাহ্যিক রূপটি তাপ পরিবাহিতার কারণে ভিন্ন হয়, গলিত পুলে সামান্য ওঠানামা থাকলেও এর পরিসর ব্যাপক, এবং গলিত পুলটি আরও স্থিতিশীল থাকে, যা এর বাহ্যিক রূপকে মসৃণ করে তোলে।
যেহেতু রিং লেজার হলো ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডিং-এর একটি সংমিশ্রণ, তাই বাইরের রিংটিও পেনিট্রেশন গভীরতা তৈরি করতে পারে, যা কার্যকরভাবে কীহোলের মুখকে প্রসারিত করতে পারে। একই শক্তিতে এর পেনিট্রেশন গভীরতা বেশি এবং মেটালোগ্রাফি আরও পুরু হয়, কিন্তু একই সাথে, গলিত পুলের স্থিতিশীলতা অপটিক্যাল ফাইবার সেমিকন্ডাক্টরের তুলনায় কিছুটা কম থাকে, এর ওঠানামা কম্পোজিট ওয়েল্ডিংয়ের চেয়ে কিছুটা বেশি এবং এর অমসৃণতা তুলনামূলকভাবে বেশি।
পোস্ট করার সময়: ২০-অক্টোবর-২০২৩
