اللحام بشعاع الليزر

اللحام بشعاع الليزر

اعداد المهندس : عبدالرحيم صالح اخميمي
أن أحد الأنواع الرئيسية للحام هو الصهر . ولحام الصهر يستخدم فيه طاقة حرارية كافية لتسخين أو صهر طرفي الجزء المطلوب لحامه ويمكن أن تكون الطاقة الحرارية المطلوبة من عدة مصادر فهي إما كيمائية أو كهربائية أو ضوئية مثل اللحام الليزر.
شعاع الليزر Laser
هي اختصار للكلمات التالية :
Light amplification by stimulated Emission of radiation
والليزر شعاع ضوئي يصدر بنبضات تدوم 2/1000 ثانية وبتردد 1/10 نبضات في الثانية والواحدة . ويستخدم في لحام وقطع معظم المعادن وذلك بتركيز شعاع منه لا يزيد عن قطر شعرة الرأس ومن أهم مميزات الليزر أنها تخترق المواد الشفافة واللدائن الشفافة و الراتجات العازلة دون أن تتلفها بينما تسخن أو تصهر المعادن سواء كانت مطلية بالمواد الشفافة أو بدونها . ونظرا لتركيز الليزر في مساحة صغيرة جدا فان سطح المناطق الملاصقة للحام لا تتعرض للتلف وتكون متناهية الضيق ولا تتأثر الأجزاء المعالجة حراريا بالليزر ولا تفقد شيئا من خواصها المكتسبة بالمعالجة الحرارية حتى أنه يمكن مسك الأجزاء الملحومة باليد مباشرة بعد اللحام نظرا لتركيز الأشعة أو انخفاض مقدار الطاقة المستخدمة.
وباستخدم الليزر يمكن لحام المعادن غير المتشابه والصعب لحامها بالطرق الأخرى مثل النحاس والنيكل والألمنيوم والصلب المقاوم لصدأ والتيتانيوم والكلومبيوم.
إن نظرية توليد الليزر تستند الى انه نمكن استثارة ذرات المادة باستخدام طاقة ضوئية أو كهربائية تعتمد على قابلية ذراتها لإطلاق أشعة ضوئية عندما تتعرض لأشعة ضوئية أو كهربائية طول موجتها قصير.
ففي أجهزة توليد أشعة الليزر تستخدم قضيب قطره 10 ملم وطوله 100 ملم مصنوع من بلورة الياقوت (A12 O3 ) ويضاف نسبة ضئيلة من أكسيد الكروم(Cr2 O2) حوالي 5/100 الذي يكسب الياقوت لون احمر خفيف بسبب امتصاصه للضوء الأخضر من الضوء الأبيض العادي .
تمتص ذرات الكروم الضوء فتستثار بعض إلكترونات الكروم ويرتفع طاقة الإلكترون الى مستوى أعلى طاقة لكن هذه الإلكترونات ما تلبث أن تعود الى مستوى طاقتها الأولى مطلقة جزا مما امتصته وتشعها في صورة أشعة ضوئية حمراء شكل وهذه الأشعة تقوم بدورها باستثارة ذرات أخرى ثم تعود هذه الأخيرة الى مستواها الطبيعي للطاقة وتطلق جزا مما امتصته وتكون هذه الأشعة السالفة المنطلقة من الذرات الأولى وتتوافق معها على نسق واحد واستقطاب في مستوى واحد وبطول موجة تتراوح من ذرات بين 00,4 – 00,7 ميكرون. وهكذا تتكرر الأستثارات وإطلاق الأشعة من ذرات الكروم وتعرف هذه العملية بتكبير الأشعة.
وينتهي ساق الياقوت في طرفة بمرآة عاكسة وبينما يكون طرفه الأخر ينتهي بمرآة نصف عاكسة ونصف منفذه . ومهمة هاتين المرآتين المتوازيتين تبادل انعكاس ما يسقط عليهما من أشعة وتستمر عملية تكبير الأشعة بتكرار اصطدامها بذرات الكروم وإثارتها حتى تصل الى الحد الحرج المتشبع والتي عندها يمكن للأشعة النفاذ من الطرف ذي المرآة نصف العاكس ونصف المنفذ.
في الوقت الحاضر تم توليد الليزر باستخدام الغاز بنفس المبدأ في توليده بالمواد الجامدة . ففي ليزر الغاز يتكون من انبوبه طويلة من الزجاج المقاوم للحرارة (Pyrex) بنافذتين في الطرفين ومرآتين مصممتين لعكس وارتداد الأشعة.
وباستخدام غاز النيون مع شوائب من غاز الهليوم وباستخدام أشعة كهرومغناطيسية ذات تردد عالي الارتفاع وتتصل بالالكتلرودات حول الأنبوب الزجاجي ومن ثم يتم توليد الليزر . كما يستخدم غاز ثاني أكسيد الكربون مع شوائب من النيتروجين أو الهليوم في أنبوب طوله عدة امتار فتصدر ليزر بطول موجة يبلغ 10.6 ميكرون وتكون هذه الأشعة إما مستمرة أو بصورة نابضة والتي تكفي لصهر ولحام معظم المعادن مثل النيوبيم والتيتانيوم والتنجستن ويمكن ثقب اشد المواد صلادة مثل الألماس وتوجد حاليا وحدات لتوليد الليزر بقدرة 20 كيلو وات تستخدم للحام وقطع المعادن السميكة بمساعدة الأكسجين .
ويمكن استخدم وحدة ليزر بغاز ثاني أكسيد الكربون قدرتها 2 كيلو وات للحام معادن سمكتها 3ملم وتبلغ سرعة اللحام بالليزر 12 ملم /ث. ونظرا لارتفاع تكلفة لحام الليزر فان استخدامها يقتصر حاليا على استخدامات الفضاء والصناعات التي تتطلب دقة وتحكم عاليين مثل الصناعات الإلكترونية وريش التربيات

Read More

Delay ON Timer circuit using transistor

Delay Timer For Switch ON Supply To Any Appliance For Protection

Delay timer is a device which is used to take some duration before switch on the main input supply to any equipment . This is a protection circuit to protect any electrical or electronic equipment and appliance from sudden high or unstable voltage. 

Delay timer take on hold the supply some moment and then starts to flow. This is done by using the Relay in Delay timer circuit. Here i present a very easy and simple circuit of ON Time delay timer circuit which is made using 2 transistors, some resistors and a capacitor. In this circuit no any timer ic is used , so the construction of this project is easy.

Use at least minimum 2200uf 25v capacitor and connect a 5.6k ohm resistor to parallel of this capacitor for discharging fastly . When switch on the circuit then capacitor start charging and amount of power go to the capacitor till charge, after some seconds it get fully charged. After capacitor get fully charged then the current starts to go to the PNP transistor BC558 and through 100k resistor at base of this transistor , it get turn on and then the supply passed through this transistor and goes to the NPN 2N2222A through 1k resistor and preset. And this transistor is also turn on and the Connected relay is activated now.The Timing delay produced by the charging time duration of capacitor. When switch off this circuit, the capacitor is discharged and it ready for next time provide delay time.

Adjust the preset according to the output , and check the circuit with a PCB relay .  Preset should adjusted at that point which get sufficient current output that is able to activate the relay. I suggest use a small size PCB Relay of 12v 20A. i am also provide a simulation video of this circuit. If you want more time duration then connect more that 2200uf value capacitor or connect more with parallel .

Read More

Simple Delay Timer Circuits Explained

Here we discuss how we can make simple delay timers using very ordinary components like transistors, capacitors and diodes.

Importance of Delay Timers

In many electronic circuit applications a delay of a few seconds or minutes becomes a crucial requirement for ensuring correct operation of the circuit. Without the specified delay the circuit could malfunction or even get damaged.

Let's analyze the various configurations in details

Using a Single Transistor and Push Button

The first circuit diagram shows how a transistors and a few other passive components may be connected for acquiring the intended delay timing outputs.

The transistor has been provided with the usual base resistor for the current limiting functions. 

A LED which is used here just indication purposes behaves like the collector load of the circuit.

A capacitor, which is the crucial part of the circuit gets the specific position in the circuit, we can see that it's been placed at the other end of the base resistor and not directly to the base of the transistor.

A push button is used to initiate the circuit.

On depressing the button momentarily, a positive voltage from the supply line enters the base resistor and switches ON the transistor and subsequently the LED.

However in the course of the above action, the capacitor also gets charged fully.

On releasing the push button, though the power to the base gets disconnected, the transistor continues to conduct with the aid of the stored energy in the capacitor which now starts discharging its stored charge via the transistor.

The LED also stays switched ON until the capacitor gets fully discharged.

Te value of the capacitor determines the time delay or for how long the transistor stays in the conducting mode.

Along with the capacitor, the value of the base resistor also plays an important role in determining the timing for which the transistor remains switched ON after the push button is released.

However the circuit using just one transistor will be able to produce time delays which may range only for a few seconds.

By adding one more transistor stage (next figure) the above time delay range can be increased significantly.

The addition of another transistor stage increases the sensitivity of the circuit, which enables the use of larger values of the timing resistor thereby enhancing the time delay range of the circuit.

Read More