লেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির অনন্য সুবিধাসমূহ
১. লেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি
কার্যপ্রণালী: লেজার-সক্রিয় মাধ্যমকে (যেমন CO₂ এবং অন্যান্য গ্যাসের মিশ্রণ, YAG ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট ক্রিস্টাল ইত্যাদি) একটি নির্দিষ্ট উপায়ে উত্তেজিত করে একটি অনুনাদী গহ্বরের (resonant cavity) মধ্যে সামনে-পিছনে দোলানো হয়, যা একটি উদ্দীপিত বিকিরণ রশ্মি (stimulated radiation beam) তৈরি করে। যখন এই রশ্মিটি ওয়ার্কপিসের সংস্পর্শে আসে, তখন এর শক্তি শোষিত হয়। তাপমাত্রা যখন উপাদানটির গলনাঙ্কে পৌঁছায়, তখন ঝালাই করা যেতে পারে।
২. মূল পরামিতিসমূহলেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তি
(1) শক্তি ঘনত্ব
কম শক্তি ঘনত্বে, উপরিস্তরের স্ফুটনাঙ্কে পৌঁছাতে কয়েক মিলিসেকেন্ড সময় লাগে। উপরিস্তরের বাষ্পীভবন ঘটার আগে, নিচের স্তরটি প্রথমে গলে যায়, যা উচ্চ-মানের ফিউশন ওয়েল্ড গঠনে সহায়তা করে।
(2) লেজার পালস তরঙ্গরূপ
একটি লেজার পালস চক্র চলাকালীন ধাতুর প্রতিফলন ক্ষমতা গতিশীলভাবে পরিবর্তিত হয়। পৃষ্ঠের তাপমাত্রা গলনাঙ্কে পৌঁছালে এটি তীব্রভাবে হ্রাস পায় এবং পৃষ্ঠটি গলিত অবস্থায় থাকলে একটি স্থির মানে স্থিতিশীল হয়।
(3) লেজার পালস প্রস্থ
তবে, দীর্ঘ পালস প্রস্থ সর্বোচ্চ শক্তি হ্রাস করে। তাই, তাপ পরিবাহী ঝালাইয়ে সাধারণত দীর্ঘ পালস প্রস্থ ব্যবহার করা হয়, যা প্রশস্ত ও অগভীর ঝালাই রেখা তৈরি করে এবং যা পাতলা ও পুরু পাতের ল্যাপ ওয়েল্ডিংয়ের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।
তবে, কম সর্বোচ্চ শক্তির ফলে অতিরিক্ত তাপ উৎপন্ন হতে পারে। প্রতিটি উপাদানের একটি সর্বোত্তম পালস প্রস্থ থাকে যা ঝালাইয়ের অনুপ্রবেশকে সর্বাধিক করে তোলে।
(4) ফোকাস বিচ্যুতি পরিমাণ
(5) ডিফোকাস মোড
জ্যামিতিক আলোকবিজ্ঞান তত্ত্ব অনুসারে, ঝালাই পৃষ্ঠ থেকে সমদূরত্বে অবস্থিত তলগুলিতে শক্তির ঘনত্ব (ধনাত্মক এবং ঋণাত্মক ডিফোকাস কনফিগারেশনে) প্রায় একই থাকে। তবে বাস্তবে, এর ফলে সৃষ্ট ওয়েল্ড পুলের আকৃতিতে সামান্য পার্থক্য দেখা যায়। ঋণাত্মক ডিফোকাসের ফলে ওয়েল্ড পেনিট্রেশন বেশি হয়, যা ওয়েল্ড পুল গঠন প্রক্রিয়ার সাথে সম্পর্কিত।
(6) ঝালাইয়ের গতি
একটি নির্দিষ্ট লেজার শক্তি এবং উপাদানের নির্দিষ্ট পুরুত্বের জন্য, একটি সর্বোত্তম ঝালাই গতির পরিসীমা থাকে, যার মধ্যে সংশ্লিষ্ট গতিতে সর্বাধিক ঝালাই অনুপ্রবেশ অর্জন করা যায়।
(7) শিল্ডিং গ্যাস
শিল্ডিং গ্যাস তিনটি প্রধান কাজ করে:
- ওয়েল্ড পুলকে বায়ুমণ্ডলীয় দূষণ থেকে রক্ষা করুন।
- ফোকাসিং লেন্সকে ধাতব বাষ্পের দূষণ এবং গলিত ফোঁটার ছিটকে পড়া থেকে রক্ষা করা—উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার ওয়েল্ডিং-এর ক্ষেত্রে এটি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ কাজ, যেখানে ছিটকে পড়া অত্যন্ত শক্তিশালী হয়।
- উচ্চ-ক্ষমতার লেজার ওয়েল্ডিংয়ের সময় উৎপন্ন প্লাজমা মেঘকে কার্যকরভাবে ছড়িয়ে দিন। ধাতব বাষ্প লেজার শক্তি শোষণ করে আয়নিত হয়ে প্লাজমায় পরিণত হয়; অতিরিক্ত প্লাজমা লেজার রশ্মির শক্তি হ্রাস করতে পারে।
৩. লেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির অনন্য প্রভাব
- ওয়েল্ড পরিশোধন প্রভাব: যখন লেজার রশ্মি ওয়েল্ড সিমের উপর আপতিত হয়, তখন উপাদানের মধ্যে থাকা অক্সাইড অপদ্রব্যগুলো মূল ধাতুর তুলনায় অনেক বেশি দক্ষতার সাথে লেজার শক্তি শোষণ করে। এই অপদ্রব্যগুলো দ্রুত উত্তপ্ত হয়ে বাষ্পীভূত ও বহিষ্কৃত হয়, যা ওয়েল্ডের মধ্যে থাকা অপদ্রব্যের পরিমাণ উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়। ফলে,লেজার ওয়েল্ডিংএটি কেবল ওয়ার্কপিসের দূষণই এড়ায় না, বরং সক্রিয়ভাবে উপাদানটিকেও বিশুদ্ধ করে।
- ফটো-এক্সপ্লোশন শক এফেক্ট: অত্যন্ত উচ্চ পাওয়ার ডেনসিটিতে, তীব্র লেজার বিকিরণ ওয়েল্ড সিমে থাকা ধাতুর দ্রুত বাষ্পীভবন ঘটায়। উচ্চ-গতির ধাতব বাষ্পের চাপে, ওয়েল্ড পুলে থাকা গলিত ধাতু বিস্ফোরক স্প্যাটারিং-এর শিকার হয়। এই শক্তিশালী শকওয়েভ পদার্থের গভীরে প্রবেশ করে একটি সরু কীহোল তৈরি করে। ওয়েল্ডিংয়ের সময় লেজার রশ্মিটি চলতে থাকলে, চারপাশের গলিত ধাতু ক্রমাগত কীহোলটি পূরণ করে এবং জমাট বেঁধে একটি শক্তিশালী ও গভীর-প্রবেশকারী ওয়েল্ড তৈরি করে।
- গভীর অনুপ্রবেশ ওয়েল্ডিং-এ কীহোল এফেক্ট: যখন 10⁷ W/cm² পর্যন্ত শক্তি ঘনত্ব সম্পন্ন একটি লেজার রশ্মি কোনো বস্তুর উপর আপতিত হয়, তখন ওয়েল্ডে শক্তি প্রবেশের হার পরিবহন, পরিচলন এবং বিকিরণের মাধ্যমে তাপ হ্রাসের হারকে অনেক বেশি ছাড়িয়ে যায়। এর ফলে লেজার-আলোকিত এলাকায় ধাতুর দ্রুত বাষ্পীভবন ঘটে, যা উচ্চ-চাপের বাষ্পের নিচে ওয়েল্ড পুলে একটি কীহোল তৈরি করে।
মহাজাগতিক কৃষ্ণগহ্বরের মতোই, কীহোলটি আপতিত প্রায় সমস্ত লেজার শক্তি শোষণ করে নেয়, ফলে রশ্মিটি সরাসরি কীহোলের তলদেশে প্রবেশ করতে পারে। কীহোলের গভীরতাই ওয়েল্ডের অনুপ্রবেশের গভীরতা নির্ধারণ করে।
- কীহোলের পার্শ্বদেয়ালে লেজার ফোকাসিং প্রভাব: ওয়েল্ড পুলে কীহোল গঠনের সময়, কীহোলের পার্শ্বদেয়ালে আপতিত লেজার রশ্মিগুলোর আপতন কোণ সাধারণত বড় হয়। এই রশ্মিগুলো পার্শ্বদেয়াল থেকে প্রতিফলিত হয়ে কীহোলের তলার দিকে অগ্রসর হয়, যার ফলে কীহোলের অভ্যন্তরে শক্তির উপরিপাতন ঘটে। এই ঘটনাটি, যা কীহোল পার্শ্বদেয়াল ফোকাসিং প্রভাব নামে পরিচিত, কার্যকরভাবে কীহোলের অভ্যন্তরে লেজারের তীব্রতা বৃদ্ধি করে এবং লেজার ওয়েল্ডিংয়ের অনন্য সক্ষমতায় অবদান রাখে।
৪. লেজার ওয়েল্ডিং প্রযুক্তির সুবিধাসমূহ
- অতি-দ্রুত ওয়েল্ডিং প্রক্রিয়া: স্বল্প লেজার বিকিরণ সময় দ্রুত ওয়েল্ডিং করতে সক্ষম করে, যা কেবল উৎপাদনশীলতাই বাড়ায় না, বরং উপাদানের জারণ কমিয়ে আনে এবং তাপ-প্রভাবিত অঞ্চল হ্রাস করে। এটি ট্রানজিস্টরের মতো তাপ-সংবেদনশীল উপাদান ওয়েল্ডিং করার জন্য এটিকে আদর্শ করে তোলে। লেজার ওয়েল্ডিংয়ে কোনো ওয়েল্ডিং স্ল্যাগ তৈরি হয় না এবং ওয়েল্ডিংয়ের আগে অক্সাইড অপসারণের প্রয়োজন হয় না। এটি এমনকি কাঁচের মধ্য দিয়েও ওয়েল্ডিং করতে পারে, যা এটিকে সূক্ষ্ম মাইক্রো-যন্ত্র তৈরির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে।
- ব্যাপক উপাদান সামঞ্জস্যতা: লেজার ওয়েল্ডিং কেবল একই ধাতু নয়, ভিন্ন ধাতু এবং এমনকি ধাতু-অধাতু সংমিশ্রণও জোড়া দিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সিরামিকের উচ্চ গলনাঙ্ক এবং যান্ত্রিক চাপ এড়ানোর প্রয়োজনের কারণে সিরামিক সাবস্ট্রেটযুক্ত ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি প্রচলিত পদ্ধতিতে ঝালাই করা কঠিন। এই ধরনের প্রয়োগের জন্য লেজার ওয়েল্ডিং একটি সুবিধাজনক সমাধান প্রদান করে। তবে, মনে রাখতে হবে যে লেজার ওয়েল্ডিং সব ভিন্ন উপাদানের সংমিশ্রণের জন্য উপযুক্ত নয়।
৫. লেজার ওয়েল্ডিংয়ের প্রয়োগ ক্ষেত্র ও শিল্পখাত
- তাপ পরিবাহী ওয়েল্ডিংপ্রধানত সূক্ষ্ম মেশিনিংয়ের কাজে ব্যবহৃত হয়, যেমন পাতলা ধাতব পাতের প্রান্ত প্রক্রিয়াকরণ এবং চিকিৎসা সরঞ্জাম নির্মাণ।
- ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডিং ও ব্রেজিং: মোটরগাড়ি শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। গাড়ির বডি, ট্রান্সমিশন এবং বাইরের কেসিং ঝালাই করার জন্য ডিপ পেনিট্রেশন ওয়েল্ডিং ব্যবহার করা হয়; ব্রেজিং প্রধানত গাড়ির বডি অ্যাসেম্বলিতে প্রয়োগ করা হয়।
- অধাতুর জন্য লেজার কন্ডাকশন ওয়েল্ডিং: এর ব্যাপক প্রয়োগক্ষেত্র রয়েছে, যার মধ্যে ভোগ্যপণ্য উৎপাদন, স্বয়ংচালিত যানবাহন নির্মাণ, ইলেকট্রনিক এনক্লোজার নির্মাণ এবং চিকিৎসা প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত।
- হাইব্রিড ওয়েল্ডিং: বিশেষ ইস্পাতের কাঠামো, যেমন জাহাজের ডেক নির্মাণের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত।
পোস্ট করার সময়: ১৫-১২-২০২৫
