تفاوت دستگاه جوش لیزری طلا با روش‌های سنتی جوشکاری طلا و نقره

صنعت طلاسازی از دیرباز برای اتصال قطعات ظریف فلزات گران‌بها مانند طلا و نقره از روش‌های سنتی جوشکاری و لحیم‌کاری استفاده می‌کرد. امروزه با ظهور دستگاه‌های جوش لیزری طلا، انقلابی در این حوزه رخ داده است​.

این دستگاه‌ها امکان جوش دادن دقیق قطعات طلا و نقره را با سرعت و کیفیتی فراهم کرده‌اند که مقایسه آن‌ها با روش‌های قدیمی را ضروری می‌سازد. در این مقاله به طور جامع به معرفی جوش لیزری طلا، روش‌های سنتی جوشکاری طلا و نقره، مزایا و معایب هر کدام و مقایسه‌ی آن‌ها می‌پردازیم.

جوش لیزری طلا چیست و چگونه کار می‌کند؟

دستگاه جوش لیزری طلا معمولاً شامل یک منبع تولید لیزر مانند لیزر Nd:YAG یا فایبر، سیستم اپتیکی برای متمرکز کردن پرتو، میکروسکوپ یا دوربین جهت مشاهده‌ی محل جوش، محفظه‌ی کار یا فضای حفاظتی، و سیستم خنک‌کننده است. زرگران می‌توانند با نگاه کردن از طریق میکروسکوپ (صفحه‌نمایش متصل به دوربین) محل دقیق جوش را ببینند و با فشردن پدال یا دکمه، پرتوی لیزر را شلیک کنند تا جوش شکل بگیرد. به علت کنترل دقیق انرژی لیزر، جوش لیزری بسیار تمیز بوده و اثر حرارتی بسیار کمی روی قطعه می‌گذارد؛ به طوری که اغلب آثار جوش به راحتی با یک پولیش سبک برطرف می‌شود​.

آموزش جوش لیزر طلا در صنعت طلاسازی یک روش پیشرفته و دقیق است که با استفاده از پرتو لیزر، اتصالات مستحکم و ظریف بدون تغییر شکل یا آسیب به فلزات گران‌بها ایجاد می‌کند. این روش به دلیل سرعت بالا، کیفیت بالا و عدم نیاز به آلیاژهای اضافی، جایگزین مناسبی برای روش‌های سنتی مانند لحیم‌کاری است. دستگاه‌های جوش لیزری، با قابلیت تنظیم دقیق پارامترها، امکان جوشکاری قطعات ظریف و پیچیده را فراهم می‌آورند. هرچند هزینه اولیه دستگاه‌ها بالا است، اما این سرمایه‌گذاری به دلیل افزایش بهره‌وری و کاهش ضایعات در طولانی‌مدت از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر است. جوش لیزری به‌ویژه برای طلاسازان حرفه‌ای که به دنبال دقت و کیفیت در تولید هستند، گزینه‌ای ایده‌آل است.

معرفی و مزایا/معایب روش‌های سنتی جوشکاری طلا و نقره

پیش از رواج جوش لیزری، طلاسازان از چند روش مرسوم برای اتصال قطعات طلا و نقره استفاده می‌کردند که هر کدام مزایا و معایب خود را داشتند:

• لحیم‌کاری طلا و نقره: لحیم‌کاری فرایندی است که در آن از یک فلز آلیاژی واسط (سیم لحیم) برای اتصال دو قطعه استفاده می‌شود. بدین صورت که محل اتصال دو قطعه را با کمک حرارت مشعل یا هویه گرم کرده و فلز لحیم (معمولاً آلیاژی با دمای ذوب پایین‌تر از قطعات اصلی) را ذوب می‌کنند تا در درز اتصال جاری شده و دو قطعه را پس از سرد شدن به هم بچسباند​. این روش از دیرباز در طلاسازی کاربرد داشته است. مزیت لحیم‌کاری، سادگی و هزینه‌ی پایین تجهیزات (تنها یک مشعل یا هویه و سیم لحیم و فلاکس نیاز است) و امکان اتصال قطعات ظریف بدون نیاز به تکنولوژی پیشرفته است. اما معایب مهمی نیز دارد: استحکام اتصال لحیمی کمتر از جوش همجنس فلز است؛ زیرا فلز لحیم معمولا نرم‌تر و ضعیف‌تر از فلز پایه است و با گذشت زمان ممکن است شکننده شود یا تغییر رنگ دهد. همچنین لحیم به صورت مویرگی ممکن است به بخش‌های ناخواسته نفوذ کرده و اضافه بیاید که نیاز به تمیزکاری و سوهان‌کاری دارد​. اتصال لحیمی از نظر ساختاری یکپارچه با فلز پایه نیست و می‌تواند در معرض حرارت یا فشار زیاد دوباره ذوب شود یا بشکند.
• جوشکاری با شعله (جوش گازی): در این روش از یک مشعل گاز (مانند مشعل اکسی-استیلن یا مشعل‌های کوچکتر مانند مشعل اسمیت) برای ایجاد شعله‌ی بسیار داغ و ذوب لبه‌های دو قطعه استفاده می‌شود​. در واقع برخلاف لحیم‌کاری که از فلز واسط استفاده می‌کند، جوشکاری با شعله می‌تواند خود قطعات طلا یا نقره را در نقطه اتصال به حد ذوب برساند و به هم وصل کند (مشابه جوشکاری کلاسیک). مزیت این روش آن است که نیاز به فلز واسط ندارد و اتصال می‌تواند همجنس خود قطعات باشد. همچنین تجهیزات آن نسبتا ساده (کپسول و مشعل) است. اما معایب قابل توجهی دارد؛ کنترل شعله روی قطعات ظریف بسیار دشوار است و حرارت زیاد در محدوده گسترده می‌تواند منجر به سوختن یا آب شدن قسمت‌های ظریف کار یا حتی تخریب نگین‌ها و سنگ‌های کارگذاشته شده در جواهرات شود​ همچنین به علت پخش شدن حرارت، نقاط اطراف جوش ممکن است تغییر رنگ (اکسید شدن) بدهند یا خواص فنری فلز (مثلا در فنر قفل‌ها) از بین برود. به طور کلی جوش شعله‌ای طلا نیاز به مهارت بسیار بالایی دارد و عمدتاً در موارد خاص استفاده می‌شود (بیشتر لحیم‌کاری مرسوم است). از این روش اغلب برای ذوب کردن لحیم یا کارهای تعمیراتی خاص بهره می‌گیرند و خود جوش مستقیم طلا با شعله کمتر رایج است، مگر در مواردی که بخواهند قطعه‌ای را مستقیماً ذوب و وصل کنند که با خطر تخریب قطعه همراه است.
• جوشکاری الکتریکی (مانند TIG یا جوش قوس الکتریکی): یکی دیگر از روش‌های مورد استفاده مخصوصاً در کارگاه‌های مدرن‌تر، جوشکاری قوسی Tungsten Inert Gas یا همان جوش آرگون (TIG) است​ در این روش از یک دستگاه جوش الکتریکی با الکترود تنگستن و گاز محافظ (آرگون) استفاده می‌شود. قوس الکتریکی ایجاد شده بین نوک الکترود و قطعه کار، حرارت بسیار متمرکزی تولید می‌کند که می‌تواند فلز پایه (طلا یا نقره) را در نقطه کوچکی ذوب کرده و دو قطعه را جوش دهد. گاهی از سیم جوش همجنس (مثلاً سیم طلا) نیز به عنوان فیلر در این روش استفاده می‌شود تا حفره‌ی جوش پر شود. مزیت جوش TIG، تشکیل اتصال قوی و هم‌جنس فلز پایه است که از لحیم‌کاری بسیار مستحکم‌تر است. همچنین قوس الکتریکی نسبت به شعله قابل کنترل بوده و ناحیه‌ی کمتری را گرم می‌کند. این روش برای جوش‌های ظریف و دقیق در طلاسازی مناسب است و دستگاه‌های مدرنی مانند جوش پالس آرک (لمپرت و اوریون) در واقع نسخه‌های کوچکی از همین تکنولوژی هستند که مخصوص طلاسازی طراحی شده‌اند. معایب جوشکاری الکتریکی شامل هزینه‌ی تجهیزات (دستگاه جوش اینورتر یا پالس آرک نسبتاً گران است، هرچند بسیار ارزان‌تر از دستگاه لیزر)، نیاز به مهارت تنظیم دقیق جریان و زمان قوس، و ایجاد جرقه و نور شدید است. همچنین تنگستن الکترود باید مرتباً تمیز و تیز شود و امکان آلوده شدن جوش با ذرات الکترود یا اکسید شدن در صورت قطع گاز محافظ وجود دارد​. به علاوه، محدودیت فیزیکی الکترود وجود دارد؛ یعنی الکترود باید حتماً به محل جوش نزدیک شده و تماس بسیار جزئی داشته باشد، لذا جوشکاری نقاطی با دسترسی دشوار (داخل حفره‌ها یا کنار موانع) سخت‌تر است، در حالی که در جوش لیزری تنها خط دید کافی است​

جدول مقایسه‌ای جوش لیزری و روش‌های سنتی

در جدول زیر، مزایا و معایب جوش لیزری در برابر روش‌های سنتی (عمدتاً لحیم‌کاری با مشعل یا جوش شعله‌ای) به طور خلاصه مقایسه شده است​:

دستگاه جوش لیزری طلا و نقره روتک – ویژگی‌ها و مزایا

دقت بالای جوشکاری: دستگاه جوش لیزری طلا روتک از فناوری لیزر پیشرفته برای تمرکز دقیق پرتو استفاده می‌کند. این دقت بالا امکان جوشکاری بدون ایجاد تحریف یا تغییر شکل در فلزات گران‌بها مانند طلا و نقره را فراهم می‌آورد.

روش‌های جوشکاری:

جوشکاری نقطه‌ای پیوسته: این روش برای ایجاد اتصالات مستحکم و بدون نقص در نقاط خاص به کار می‌رود. تابش مداوم لیزر موجب ذوب محلی فلز و ایجاد جوش مقاوم می‌شود.

جوشکاری لب به لب: برای ایجاد پیوندهای یکنواخت و بدون درز در طول لبه قطعات مناسب است.

سوراخ‌کاری مقطعی: امکان ایجاد سوراخ‌های دقیق و کنترل‌شده در فلزات گران‌بها را میسر می‌کند.

جوشکاری درزی: برای ایجاد درزهای کوچک و دقیق در قطعات حساس با نیاز به دقت بالا استفاده می‌شود.

کنترل پیشرفته پارامترهای جوشکاری: تنظیم دقیق نقطه جوش، توان لیزر، فرکانس و پهنای پالس، این امکان را فراهم می‌آورد که فرایند جوشکاری به طور کامل کنترل شود. این کنترل دقیق منجر به تشکیل حوضچه‌های مذاب بهینه و ذوب متریال با کیفیت عالی می‌شود.

انتقال حرارت بهینه: جوشکاری نقطه‌ای با استفاده از تابش لیزر، سطح قطعه را گرم کرده و حرارت را به طور یکنواخت در ساختار داخلی فلز پخش می‌کند. این فرایند باعث کاهش تنش‌های حرارتی و جلوگیری از ترک‌خوردگی قطعات می‌شود.

طراحی پایدار و کارآمد انرژی: انتقال پرتو لیزر و نصب مولد لیزر در قالب سرامیکی، پایداری پرتو را تضمین کرده و نرخ تبدیل انرژی را بهینه می‌سازد. این طراحی باعث کاهش اتلاف انرژی و افزایش کارایی دستگاه می‌شود.

ایمنی و حفاظت کاربران: دستگاه جوش طلا با استفاده از قاب شفاف مقاوم در برابر پرتوی لیزری، ایمنی بالایی برای کاربران فراهم می‌کند. این قاب علاوه بر جلوگیری از بازتاب اشعه لیزر، بازدهی کاری را نیز افزایش می‌دهد و از آسیب‌های احتمالی به چشم کاربران محافظت می‌کند.

مصرف انرژی بهینه: با استفاده از تکنولوژی‌های نوین و طراحی بهینه، مصرف انرژی دستگاه جوش طلا به حداقل رسیده است. این ویژگی علاوه بر کاهش هزینه‌های عملیاتی، به حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند.

کاربری آسان و رابط کاربرپسند: رابط کاربری پیشرفته و صفحه نمایش لمسی، مدیریت و تنظیم دستگاه را برای اپراتورها ساده و سریع می‌کند. این ویژگی باعث کاهش زمان آموزش و افزایش بهره‌وری عملیاتی می‌شود.

نتیجه‌گیری

در این مقاله دیدیم که جوش لیزری طلا چگونه به عنوان فناوری نوین، برتری‌های چشمگیری نسبت به روش‌های سنتی لحیم‌کاری و جوشکاری طلا و نقره دارد. دقت بسیار بالا، استحکام عالی جوش، سرعت بیشتر در تولید و کاهش ضایعات از مهم‌ترین دلایل گرایش طلاسازان به دستگاه‌های جوش لیزری است. البته روش‌های سنتی نیز کاربردهای خود را دارند اما روند صنعت طلاسازی به سمت استفاده‌ی بیشتر از لیزر پیش می‌رود.