การหุ้มด้วยเลเซอร์และการเชื่อมด้วยเลเซอร์แตกต่างกันอย่างไร?

ความแตกต่างหลักระหว่างการหุ้มด้วยเลเซอร์และการเชื่อมด้วยเลเซอร์อยู่ที่ผลลัพธ์ที่ตั้งใจไว้ เป้าหมายเพียงอย่างเดียวของการเชื่อมด้วยเลเซอร์คือการสร้างพันธะทางโลหะวิทยาที่แข็งแกร่งระหว่างชิ้นงานสองชิ้นที่แยกจากกัน (เช่น แผ่นเหล็ก ส่วนประกอบโลหะผสม) เพื่อสร้างโครงสร้างรับน้ำหนัก-เดียว โดยจัดลำดับความสำคัญของการเจาะเต็ม (บางส่วนหรือทั้งหมด) และการหลอมรวมที่สม่ำเสมอทั่วทั้งข้อต่อเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรง ความเหนียว และความแน่นของรอยรั่ว-ซึ่งจำเป็นสำหรับการใช้งานเชิงโครงสร้าง เช่น การประกอบชิ้นส่วนการบินและอวกาศหรือโครงรถยนต์ ในทางตรงกันข้าม การหุ้มด้วยเลเซอร์มีเป้าหมายเพื่อปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์เดียว โดยจะสะสมชั้นบางพิเศษ (ผงหรือลวด) ไว้บนวัสดุฐานเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของพื้นผิวหรือซ่อมแซมบริเวณที่สึกหรอ/เสียหาย (เช่น ใบพัดกังหัน ฟันเฟือง) ชั้นหุ้มทำหน้าที่เป็นสารเคลือบเชิงหน้าที่ ไม่ใช่ข้อต่อโครงสร้าง โดยคงคุณสมบัติมวลรวมของพื้นผิวพร้อมทั้งแก้ไข{{11}ข้อจำกัดเฉพาะของพื้นผิว

การเชื่อมด้วยเลเซอร์และการหุ้มมีความแตกต่างกันอย่างมากในกระบวนการดำเนินการและการจัดการวัสดุ ในการเชื่อมด้วยเลเซอร์ ลำแสงเลเซอร์มุ่งเน้นไปที่ส่วนเชื่อมต่อระหว่างพื้นผิวทั้งสอง ซึ่งสร้างความร้อนเพียงพอที่จะละลายวัสดุทั้งสองและก่อตัวเป็นแอ่งหลอมเหลวที่แข็งตัวเป็นข้อต่อ โดยทั่วไปจะไม่มีการเติมวัสดุเพิ่มเติม (แม้ว่าลวดตัวเติมอาจใช้สำหรับการเติมช่องว่าง) และกระบวนการนี้อาศัยการหลอมรวมวัสดุฐานโดยตรง อย่างไรก็ตาม การหุ้มด้วยเลเซอร์ต้องใช้วัสดุหุ้มแยกต่างหาก (ผงหรือลวด) ที่ป้อนเข้าไปในสระหลอมเหลวของเลเซอร์ ซึ่งถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์เดี่ยว เลเซอร์ละลายทั้งวัสดุหุ้มและชั้นบาง ๆ ของซับสเตรต (เพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะทางโลหะ) แต่ลดการหลอมของซับสเตรตให้เหลือน้อยที่สุด (อัตราการเจือจางต่ำ 0%) เพื่อรักษาคุณสมบัติที่ต้องการของการหุ้ม นอกจากนี้ การหุ้มใช้การป้องกันก๊าซเฉื่อยเพื่อปกป้องสระหลอมเหลวจากการเกิดออกซิเดชัน ในขณะที่การเชื่อมอาจใช้ก๊าซป้องกันหรือฟลักซ์ ขึ้นอยู่กับวัสดุ

ความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญคือวิธีที่แต่ละกระบวนการโต้ตอบกับวัสดุฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับการเจือจางและผลกระทบจากความร้อน การเชื่อมด้วยเลเซอร์เกี่ยวข้องกับการเจือจางสูง-โดยผสมวัสดุฐานหลอมเหลวเพื่อสร้างรอยต่อที่เป็นเนื้อเดียวกัน ซึ่งหมายความว่าองค์ประกอบของรอยต่อนั้นเป็นส่วนผสมของสารตั้งต้น การเจือจางสูงนี้จำเป็นต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง แต่จะจำกัดคุณสมบัติของข้อต่อไว้เฉพาะคุณสมบัติของวัสดุฐาน (หรือสารตัวเติม หากใช้) ในทางตรงกันข้าม การหุ้มด้วยเลเซอร์ได้รับการออกแบบมาให้เจือจางต่ำ (โดยทั่วไปคือ 5-10%) เพื่อให้มั่นใจว่าชั้นการหุ้มยังคงรักษาองค์ประกอบพิเศษไว้ (เช่น โลหะผสมที่ทนทานต่อการสึกหรอ- เซรามิก) การป้อนความร้อนต่ำในการหุ้มยังช่วยลด-โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) และการบิดเบือนจากความร้อน โดยรักษาคุณสมบัติทางกลของพื้นผิว-ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่ไวต่อความร้อน เช่น โลหะผสมไทเทเนียมหรือส่วนประกอบที่มีความแม่นยำ อย่างไรก็ตาม การเชื่อมจะมี HAZ ใหญ่กว่าและมีความเสี่ยงที่จะเกิดการบิดเบี้ยวสูงกว่า เนื่องจากต้องใช้ความร้อนเพียงพอในการหลอมละลายและฟิวส์ซับสเตรต​

การเชื่อมและการหุ้มด้วยเลเซอร์ถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ทางอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันโดยพิจารณาจากจุดแข็ง การเชื่อมด้วยเลเซอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตโครงสร้าง เช่น การเชื่อมส่วนประกอบการบินและอวกาศ (ปลอกเครื่องยนต์ ปีกนก) ชิ้นส่วนยานยนต์ (แชสซี ระบบไอเสีย) และท่อสำหรับน้ำมันและก๊าซ นอกจากนี้ยังใช้ในงานเชื่อมขนาดเล็ก- (อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์การแพทย์) ซึ่งความแม่นยำและความแข็งแกร่งเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง การหุ้มด้วยเลเซอร์ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและซ่อมแซมพื้นผิว: ปกป้องส่วนประกอบจากการสึกหรอ/การกัดกร่อน (เช่น ใบพัดกังหัน เพลาปั๊ม) คืนสภาพชิ้นส่วนที่สึกหรอ (เฟืองลงจอด เครื่องจักรอุตสาหกรรม) และช่วยให้สามารถให้คะแนนการทำงาน (ใช้การเคลือบพิเศษกับพื้นที่เฉพาะ) อุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตพลังงาน การทำเหมืองแร่ และการผลิตพึ่งพาการหุ้มเพื่อยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบและลดต้นทุนการเปลี่ยน โดยสรุป การเชื่อมมีไว้เพื่อการเชื่อม ส่วนการหุ้มมีไว้เพื่อปรับเปลี่ยนหรือซ่อมแซมพื้นผิว