Напредъкът в прецизните процеси на присъединяване, известни като технология за лазерна заваряване, е стъпка промяна и трансформира производството във всички сектори. В сравнение с традиционните процеси, индустриалните лазерни заваръчни системи осигуряват прецизност, скорост и контрол на качеството, които не могат да бъдат изпълнени от друг подход. С непрекъснатото развитие на влакнести лазери, автоматични системи за контрол и въвеждане на индустрията 4.0, пазарът LAR все още нараства ...
Настоящият документ е фокусиран върху основните принципи на лазерното заваряване, подбор на лазерно заваряване, методи за работа с лазерна заваряване, изисквания за поддръжка на лазерно заваряване и лазерно заваряване в индустрията, което позволява на най-ефективното и оптимално качество.
Какво е лазерно заваряване?
Разбиране на основите на лазерно заваряване
Лазерното заваряване е процес на присъединяване, който най -добре използва технологията на лазерните лъчи, за да образува силни и точни метални шевове. Системата за заваряване на метални лъчи използва лазери за изгаряне на малка площ до температури над 10 000 ° C, за да се разтопи повърхности и да ги комбинира. За разлика от класическата процедура, тази усъвършенствана заваръчна лазерна техника образува дълбок, тесен заваръчен шев с по -малко обширни зони от отопляем основен метал.
Видове лазерна заваръчна машина
CO2 лазерни заварчици
Машините за заваряване с лазери от въглероден диоксид работят в инфрачервения диапазон с дължина на вълната 10,6 µm, която е подходяща за съединяване на дебели материали. Приложенията за дълбоко проникване са често срещано място и по този начин тези системи са по -подходящи за високи индустрии. Лазерното заваръчно оборудване на CO2 има възможност за висока мощност, като същевременно поддържа добра абсорбция на енергия в металите.
Лазерни заварчици от твърдо състояние
Системите за лазерно заваряване на твърдото състояние В допълнение към лазерния заварчик с влакна работят на няколко сантиметра над линейните метрични региони и пространствата на работните срещи, при дължини на вълната, например около 1,06 микрона. Тези устройства се предлагат с добри характеристики на лазерния лъч и се използват за технологични цели, когато точността на лазерните заваръчни машини се изпълнява по -добре. Техният малък размер и възможността да оформят пулсова програма по даден начин ви позволяват да зададете малки стойности на топлинния вход за лазерните заваръчни операции.
Компоненти на лазерния заварчик
Резонаторна система
Резонаторната кухина е мястото, където се съхранява лазерната среда, газ или кристал. Това е и точката, в която започва лазерният изстрел. Това е основната единица, която определя основните свойства на лазерния изход.
Оптични компоненти
Напоследък заварчиците включват мощни оптични системи, например лещи, огледала и системи за доставяне на лъчи, отговорни за позиционирането и фокусирането на лазерния лъч. Те дават възможност да контролират и позиционират лазерния лъч.
Системи за контрол и поддръжка
Такива усъвършенствани лазерни заваръчни машини са оборудвани с охлаждащи течове, моторизирано движение и предпазни капаци. Системите за хранене се състоят или от оптика на влакната, или от съчленени огледални рамена, а фокусиращата оптика насочва енергията към повърхността на детайла.
Как работи лазерният процес на заваряване?
Процес на генериране на лазерни лъчи
Настоящият лазерен заваръчен апарат започва операциите с генерирането на мощен лазерен лъч вътре в резонаторната кухина. Когато става въпрос за лазерната заваръчна машина, работеща за формиране на лазерния лъч, лазерна среда, която може да бъде газови молекули в лазерните заварчици на CO2 или кристални решетъчни структури в твърдо състояние на заваръчни лазери, се вълнува или от електрическа енергия, или от светлинна енергия. По -усъвършенстваният метод на лазерно заваряване създава кохерентна светлина с лазерен фокус или серия от лазери, способни да дават плътност на мощността до 1 MW/cm² в индустриални лазерни заваръчни машини. Лазерната машина за заварчик преобразува доставената електрическа енергия ефективно и точно в светлинна енергия.
Фокус и контрол на гредата
Подобрена доставка на лазерен лъч
Усъвършенстваният лазерен заваръчен апарат включва лесно регулируеми огледала и оптични кабели, които помагат за насочване на заваръчния лазерен лъч. Лазерните заваръчни машини от висок клас интегрират системата за охлаждане на водата за оптичните части, за да поддържат стабилността в профила на гредата за дълги периоди на работа.
Системи, които подобряват лазерното фокусиране на прецизността
Вътре в фокусиращата глава на лазерна заваръчна машина поставя някои оптики, предназначени да смесват и фокусират лазерната енергия на определено място, това място обикновено е с диаметър около 0,2 - 0,6 милиметра. Усъвършенстваните лазерни системи за управление на заварчика варират в фокусното разстояние на лазера и ъгъла на заваръчния лъч за ефективно проникване на заварката.
Контрол на параметрите на процеса
Параметрите на лазерните заваръчни заваръчни заваръчни заварки включват плътност на мощността, размер на петна, режим на лъч и др. Съвременното лазерно заваряване на машините има вградени системи, които позволяват мониторинг на такива параметри в реално време за консистенция на качеството на заваряването.
Формиране на заваръчен басейн
Технология за генериране на топлина
Тъй като фокусираният лъч на лазерния заваръчен уред поразява повърхността на детайла, материалът бързо се нагрява до точката на топене. Силната концентрация на енергия, генерирана чрез използването на промишлен лазерен заварчик, произвежда температури над точката на изпаряване за заварения материал.
Метален механизъм за синтез
Заваряване с дълбоко проникване е възможно с ефекта на заваряване на ключалката, при което налягането на парата поддържа дупка в материала. Така че, докато лазерният заваръчен апарат напредва по заваръчната коловоза, разтопеният метален басейн, циркулиращ около областта на ключалката и замръзва тесната заварка в силна връзка.
Процес на контрол на втвърдяването
При заваряване на лазерния лъч скоростта на охлаждане и моделите на втвърдяване се контролират както от функциите за оформяне на импулса, така и от манипулацията на лъча на лазерния заварчик за осигуряване на оптимално развитие на микроструктурата в зоната на заваряване.
Какви са предимствата и недостатъците на лазерното заваряване?
Ползи в производството
Изпълнение на висока точност
Лазерните заваръчни машини могат да направят много точни заварки, тъй като петна от греда, с които работят, могат да бъдат малки от 0,2 мм. Висококачествената лазерна заваръчна система концентрира енергията, като малките зони на термичен ефект позволяват заваръчната заварка, като родителските метали не се изкривяват. Промишлените лазерни заварчици позволяват да се имат дълбоки, тесни проникващи заварки, които не са възможни при обикновените методи за заваряване.
Ефективност на производството
Съвременните лазерни заваръчни машини позволяват скорост на заваряване над 10 м/мин, значително по -превъзходни в сравнение със старите процеси. Системите за управление на лазерния заварчик позволяват процеса да се извършва непрекъснато с малко вниманието на операторите към машината. Настоящите лазерни технологии за заваряване разглеждат подвижните мулти оси, които позволяват сложни заваръчни операции.
Подобряване на качеството
Процесът на заваряване на лазерния лъч създава чисти естетически страхотни заварки с малко пръскане. Лазерните заваръчни машини поставят компютър начело на машината и по този начин дават възможност за повторение на високо качество на лазерното заваряване. Технологията на заваръчния лазер помага за управлението на количеството топлина, което се прехвърля в работната част.
Ограничения на процеса
Първоначални инвестиционни съображения
Лазерните заваръчни системи от висок клас са интензивни капитал, що се отнася до закупуването на оборудване. Прецизното лазерно заваръчно оборудване също ще изисква редовно обслужване и дори подмяна на части. Освен това е скъпо, тъй като отнема много време за обучение на оператори на лазерни заваръчни машини.
Технически ограничения
Промишлените лазерни заварчици имат ограничение, когато става въпрос за силно отразяващи материали като мед и алуминий. Трябва да се полагат значителни грижи, за да не се замърсява лазерното заваръчно оборудване и особено системата за доставяне на лъча. Някои материали не могат да се комбинират за заваряване с помощта на лазерен лъч, тъй като представляват трудности в съвместния дизайн.
Оперативни изисквания
Лазерното заваръчно оборудване за професионален клас е лазерно всякакви детайли или детайли, силно се изисква точността на фугите. Работата на лазерно заварчик включва строго изискване за безопасност поради използването на лазери с висока мощност. Усъвършенстваните лазерни заваръчни системи с висока мощност също са чувствителни и изискват правилно управлявана среда, за да работят ефективно.
Разходи за анализ на ефективността
Оперативни разходи
Въпреки че лазерното заваръчно оборудване е по-енергийно ефективно от използването на традиционните методи, то трябва да претърпи специализирана поддръжка, която се отразява на общите разходи. Лазерното заварено устройство има експлоатационни разходи заради консумативите си и комуналните услуги, консумирани при операцията. Лазерните заварчици трябва да бъдат калибрирани редовно за оптимално функциониране, но това също увеличава цената на поддръжката.
Ползи за производство
Бързите характеристики на механизма за лазерно заваряване позволяват огромни спестявания във времето за обработка - това е времето, свързано с обработката на всяка част. Използването на индустриалния лазерен заварчик води до намаляване на количеството допълнителна обработка след заваряване, тъй като лазерът осигурява прецизно управление на топлината. Съществува и значително намаляване на труда с автоматизираните лазерни заваръчни машини, както и увеличаване на производителността.
Дългосрочна стойност
Сравнителните заваряване на лазерните лъчи Първоначалните инвестиции са високи, но ескалацията в производителността и качеството ги прави рентабилни. С използването на професионален лазерен заварчик също свежда до минимум използването на материали и постига по -добра консистенция на произведените части. Лазерната технология за заваряване допълва различни производствени процеси, така подобрява възвръщаемостта им.
Кои индустрии са най -подходящи за лазерни заварчици?
Приложения в автомобил
Производство на тела на превозното средство
Появата на автомобилни лазерни заваръчни системи промени традиционните методи за сглобяване на телата на автомобили в масово производство на среди, като позволява високоскоростно заваряване на телесните панели. Съвременните машини за лазерни заварчици на изкуството позволяват да се присъединят елементи, изработени от поцинкована стомана, с техните алуминиеви колеги. Процесът на заваряване на лазерния лъч елиминира изкривяването на видимия шев на тялото, както и структурните елементи.
Компоненти на силови влакове
Промишлените лазерни заварчици значително улесняват производството на високо прецизни предавки и части на двигателя, предназначени да се поберат заедно. С апломбното оборудване за лазерно заваряване поддържа топлината локализирана, така че чувствителните части, контролиращи топлина на задвижващия механизъм, да не се изкривят. Лазерните заваръчни системи за индустриални класове извършват проникващи заварки с високо натоварване на цикъла, осъществими за силовите двигатели.
Системи за безопасност
Например, пневматичното заваряване на енергията за заваряване на системите за безопасност на въздушните възглавници е едно от приложенията, при които лазерните заваръчни устройства водят до трайни фуги. Ако това е лазерна технология за заваряване, тогава в сглобяването на спирачната система не се постига нищо друго. Разширените лазерни заваръчни системи позволяват автоматично производство на системата на седарните колани.
Решения за електроника
Сглобяване на платката
С технологичния напредък се използва прецизна лазерна заваръчна машина за афиксиране на микроскопични фуги в рамките на електронния сбор. Процесът на ерозия на заваряване на лазерно лъчи позволява безконтактно съединение на крехки електронни части. Всеки най-добър заварчик на лазерна вълна за свръхмотворени приложения гарантира, че топлинните напрежения не се прилагат към чувствителните материали.
Производство на батерии
Промишлените лазерни заварчици правят херметични уплътнения в обвивки на клетките на батерията. Острата фокус на усъвършенстваното лазерно заваръчно оборудване се защитава срещу компрометиране на деликатните материали, които правят батерията. Двойната лазерна система за заварчик дава възможност бързо да се произвежда сглобяване на батерията.
Потребителска електроника
Лазерното заваръчно оборудване дава възможност да се осигурят красиви заварки на заграждения за телефон и таблети. Машината за заваряване на лазерния лъч позволява сглобяването на много малки части в корпуса. Лазерните заварчици от настоящото поколение са в състояние да възпроизвеждат качество, съответстващо на масовото производство при производството на електроника.
Интеграция с аерокосмическото пространство
Компоненти на самолета
Аерокосмическите системи, които включват лазерни заваръчни машини, се използват за присъединяване към леки сплави с висока степен на якост. Прецизността на лазерната заваръчна машина включва критични стандарти за безопасност поради естеството на монтажа на въздухоплавателното средство. Индустриалните лазерни заваръчни машини са способни да извършват заварки със сложна геометрия в рамките на турбинните части.
Космическа технология
Висококачествените лазерни заваръчни машини също се използват в церемонията по сглобяване на ставите на спътниците. Процесът на производство на лазерно заваряване гарантира образуването на запечатани конектори в взаимодействащи части от космически кораб. Следвайки тенденциите в съвременните технологии, лазерните заваръчни машини се използват за осигуряване на висококачествена производителност дори при тежки условия в областта на аерокосмическото пространство.
Операции за поддръжка
Аерокосмическите части могат да бъдат космитски лазерни ремонтирани с помощта на тези лазерни заваръчни машини. Технологията за лазерна заваръчна машина също помага за автоматизиране на практиките за поддръжка. Обичайно е да се намерят газови волфрамови дъгови острови в лазерни заваръчни машини, декорирани със сертифицирани ремонти на качеството.
Основни съвети за поддръжка на лазерна заваръчна система
Ежедневна проверка на оптичната система
Несъмнено качеството на лъча до голяма степен се определя от редовната проверка на оптичните елементи на лазерното заваръчно оборудване. Защитните прозорци, лещите, огледалата и други елементи трябва да бъдат инспектирани за замърсяване, драскотини или повреди на покрития. Такива компоненти трябва да бъдат почистени с надлежно отношение към специализираните материали и начините за почистване. Необезпокояваният оптичен път осигурява най -добрата възможна доставка на лазерни греди, което предотвратява влошаването на заваряването. Качеството на лазерното заваряване също до голяма степен зависи от чистотата на оптичната система на лазерния заварчик.
Мониторинг на охладителната система
Важно е системата за охлаждане, включена в лазерните заваръчни машини, да бъде в добро работно състояние по всяко време, ако трябва да се поддържа консистенция в експлоатация. Нивата на охлаждащите тела, скоростта на потока и температурите трябва да се проверяват ежедневно. Други проверки като проверка за течове, проверка на налягането и оценка на качеството на охлаждащата течност се извършват месечно. Замърсяването на системата трябва да се избягва чрез редовно почистване или смяна на системните филтри. Възможностите за охлаждане на лазерното заваръчно оборудване имат пряк ефект върху горната стабилност на светлината и продължителността на живота на компонентите.
Рутинно калибриране на захранването
Използването на захранване на лазерната заваръчна машина трябва да бъде под контрол и да се регулира, ако е необходимо за равномерното разпределение на енергията. Също така проверете стабилността на напрежението на всеки три месеца, регулирането на тока и режимите на импулс. Всяка мощност трябва да бъде записана и анализирана спрямо предишните показания. Индустриалното лазерно заваръчно оборудване изисква точна корекция на мощността, за да се гарантира същото качество с всяка заварка. Навременното калибриране на оборудването избягва промяната в параметрите на заваряване.
Поддръжка на системата за доставка на лъча
Проверете различните компоненти на системата за доставяне на лазерно заваряване на лъча, например, оптиката на влакната и артикулиращите рамена, независимо дали са повредени или неправилно разположени. На месечна база проверете характеристиките на лъча, както и позицията му на фокус. Изпълнителни компоненти за доставка на греди съгласно препоръките на производителя. За лазерното заваръчно оборудване лъчът трябва да остане прав, за да може тя да функционира правилно.
Помогнете на проверката на газовата система
Осигурете правилното функциониране на асистентната газова система на лазерния заварчик, за да се позволи правилната защита на заваряването. Следете налягането на газ и дебита и състоянието на дюзата ежедневно. Променете филтрите и се уверете, че линиите за доставка се почистват редовно. Поддържайте насоки за пречистване на газа и тяхната честота на потребление. Асистентната газова система на заваръчен лазер оказва влияние върху качеството на заварката, като в същото време предпазва площта на заваряването от окисляване.
## Как да изберете най -подходящата лазерна заваръчна система
Оценка на изискванията за качество на мощността и лъча
От съществено значение е да се определят изискванията за мощност на вашата лазерна заваръчна машина като функция на работния материал и неговата дебелина. Ефективните промишлени заварчици се намират в обхват от 2kW до 20kW, системата с висока мощност позволява по -голямо проникване на дълбочината на лазерния лъч. Качеството на заваряването на лазерно заваръчно оборудване M⊃2; Фактор също определя способността за фокусиране на лъча.
Изберете за правилната технология за дължина на вълната
Използвайте различни устройства, когато лазерно заваряване според характеристиките на абсорбцията на материалите. Лазерните заварчици (1,06 µm) са ефективни за металите, особено за по -трудни за работа, отразяващи метали като алуминий и мед. Сравнително, лазерните заваръчни системи на CO2 (10.6 µm) са по-за предпочитане за неметали и органични вещества, изработени от човека.
Вземете предвид аспектите на автоматизацията и контрола
Съвременните системи за лазерно заваряване позволяват цялата горепосочена автоматична интеграция. Контролният интерфейс на лазерната машина за заваряване трябва да бъде способен на необходимото програмиране. Не забравяйте да поискате професионално оборудване за лазерно заваряване с възможност за мониторинг, както и контрол на качеството в хода на процеса.
Анализирайте общите разходи за собственост
Оценете пълната инвестиция за лазерно заваряване, включително:
Първоначална цена и монтаж на оборудването
Оперативни разходи (енергия, газове, консумативи)
Изисквания за поддръжка и договори за обслужване
Обучение и сертифициране на оператори
Модификации на съоръжението и изисквания за безопасност
Готови ли сте да повишите възможностите си за лазерно заваряване?
Team MFG е специализиран в прецизни CNC машини и професионални лазерни заваръчни системи. Нашият експертен екип доставя персонализирани решения за лазерно заваряване, подкрепени от 15+ години производствени постижения. Независимо дали се нуждаете от индустриални лазерни заварчици с висока мощност за непрекъснато производство или специализирани лазерни заваръчни машини за точни приложения, ние предоставяме цялостна поддръжка от подбор до изпълнение.
Преобразувайте ефективността на производството си с модерната технология за лазерна заварка на Team MFG!
Често задавани въпроси (често задавани въпроси)
Въпрос: Можете ли да хвърлите повече светлина върху разликите между лазерно заваряване и заваряване, като използвате ARC?
Лазерният заварчик работи, като фокусира лазерния лъч, за да генерира топлина в определена точка, която дава тесни и дълбоки заварки, които причиняват по -малко изкривяване на заобикалящото съединение. От друга страна, дъговото заваряване неизменно осигурява по -големи площи на топлина и е включено използването на проводник за пълнене.
Въпрос: Какви фактори трябва да взема предвид при определяне на подходящата лазерна мощност за моето приложение за заваряване?
Що се отнася до заваряването на лазерния лъч, изборът на мощност се влияе от дебелината и вида на материалите, които трябва да бъдат съединени, както и от необходимото проникване на заваръчните заварки. Тънките листове обикновено са под 2 мм, които обикновено изискват входна мощност между 1 2kW обхват, докато лазерните заваръчни системи за дебели материали, които са повече от 5 mm, изискват 4 20kW системи.
Въпрос: Какви материали могат да се обработват с лазерна заваръчна машина?
Индустриалната лазерна заваръчна система е в състояние да заварява повечето метали, които включват стомани, алуминий, титан и дори никел на базата на никел. Също така съвременните лазерни заварчици комбинират различни метали, ако са зададени правилните параметри.
Въпрос: Защо имам вариации в качеството на заваръчните заварки, произведени с моето лазерно заваръчно оборудване?
Най -честите причини са: мръсна оптика, погрешна позиция на потребителя, неконстантен асистентен поток на газ и изчерпване на консумативите на лазерната заваръчна машина. Ако поддържате лазерния си заварчик добре поддържан, той трябва да се изпълнява надеждно всеки път.
Въпрос: Какви предпазни мерки трябва да взема, когато използвам лазерни заваръчни машини?
При извършване на лазерно владение от всякакъв тип е задължително да има затворени работни станции, специални лазерни защитни очила с подходящи материали и фитинги, вентилация и обучен персонал, които отговарят на практиките за безопасност за използването на лазерни заварчици.
В: На различни интервали как да почистя диаграмите на оптичните части на оборудването за лазерно заваряване?
Проверявайте оптиката на лазерната заваръчна машина всеки ден за прах и мръсотия. Избършете прашните прозорци на покритието веднъж седмично и осъществявайте поддръжката на цялата оптична система месечно. Следвайте препоръките на производителя на лазерния заварчик по отношение на подмяната на компонентите във вашия лазерен заварчик.
Въпрос: Какви функционални аспекти на заваряването на лазерния лъч трябва да следя?
Погледнете мощността, фокусното положение, скоростта на пътуване, подпомагането на газовия поток и ъгъла на устройството за лазерно заваряване. Повечето от новите лазерни заваръчни системи позволяват да се наблюдават тези параметри в реално време.
