Laserkeevitustehnoloogiana tuntud täpsuse ühendamisprotsesside edasiminek on sammmuutus ja see on muutnud tootmist kõigis sektorites. Võrreldes traditsiooniliste protsessidega pakuvad tööstuslikud laserkeevitussüsteemid täpsust, kiirust ja kvaliteedikontrolli, mida ei saa ühegi muu lähenemisviisiga täita. Kiudlaserite jätkuva arendamise, automaatsete juhtimissüsteemide ja tööstuse 4.0 kasutuselevõtuga on LAR turg endiselt tõusuteel ...
See artikkel on keskendunud laserkeevituse põhiprintsiipidele, laserkeevitusseadmete valimisele, laserkeevitusmeetoditele, laserkeevituse säilitamise nõuetele ja laserkeevitusele tööstuses, võimaldades laserkeevitusega süsteemide spetsialistide täiustada laserkeevitusprotsesse kõige tõhusama ja optimaalse kvaliteedi järgi.
Mis on laserkeevitamine?
Laserkeevituse põhialuste mõistmine
Laserkeevitamine on liitumisprotsess, mis kasutab kõige paremini laserkiire tehnoloogiate tehnoloogiat tugevate ja täpsete metallõmbluste moodustamiseks. Metallist talakeevitussüsteem kasutab lasereid väikese ala põletamiseks temperatuurideni üle 10 000 ° C pindade sulatamiseks ja nende ühendamiseks. Vastupidiselt klassikalisele protseduurile moodustab see täiustatud keevituslasertehnika sügava kitsa keevisõmbluse, kus on vähem ulatuslikke soojendusega mitteväärismetalli.
Laserkeevitusmasina tüübid
CO2 laseri keevitajad
Süsinikdioksiidlasseritega keevitamise masinad töötavad infrapuna vahemikus lainepikkusega 10,6 um, mis sobib paksude materjalide ühendamiseks. Sügavad läbitungimisrakendused on tavaline koht ja seega sobivad need süsteemid kõrgetele tööstusharudele. CO2 laserkeevitusseadmetel on suur võimsus, säilitades samal ajal metallides hea energia imendumise.
Tahke oleku laseriga keevitajad
Tahkislaserkeevitussüsteemid töötavad lisaks kiu laserkeevitajale ka mõne sentimeetri kohal lineaarsest mõõdikupiirkonnast ja töökojaruumidest, näiteks lainepikkustel umbes 1,06 mikronit. Nendel seadmetel on lasiviire heade omadustega ja neid kasutatakse tehnoloogilistel eesmärkidel, kus laserkeevitusmasinate täpsus on paremini teostatud. Nende väiksus ja võime kujundada impulsiprogrammi antud viisil võimaldavad teil seada laserkeevituste jaoks väikesed soojussisendi väärtused.
Laserkeevitaja komponendid
Resonaatorisüsteem
Resonaatori õõnsus on koht, kus laserkeskkond, gaas või kristall hoitakse. See on ka punkt, kus algab laseri lask. See on peamine üksus, mis määratleb laserväljundi põhiomadused.
Optilised komponendid
Viimasel ajal sisaldavad keevitajad võimsaid optilisi süsteeme, nt läätsi, peeglid ja talade kohaletoimetamissüsteemid, mis vastutavad laserkiire positsioneerimise ja fokuseerimise eest. Need võimaldavad laserkiirit juhtida ja paigutada.
Juhtimis- ja tugisüsteemid
Sellised täiustatud laserkeevitusmasinad on varustatud jahutusvedelike, motoriseeritud liikumise ja turvakattega. Söötmissüsteemid koosnevad kas kiudoptikast või liigendatud peegli relvadest ja fookustav optika suunab energiat ainult tooriku pinnale.
Kuidas laserkeevitusprotsess töötab?
Laserkiire genereerimisprotsess
Praegune laserkeevitusseade alustab toiminguid resonaatori õõnsuse sees võimsa laserkiire genereerimisega. Kui tegemist on laseri keevitusmasinaga laserkiire moodustamisel, siis lasingkeskkond, mis võib olla Gaasimolekulid CO2 laserkeetija või kristallvõre struktuurides, on tahkis-keevituslaserites ergastatud kas elektrienergia või kerge energiaga. Laserkeevitamise arenenud meetod loob sidusa valguse, millel on laserfookus või laserseeria, mis on võimeline andma nii äärmuslikke võimsuste tihedusi kui 1 MW/cm² Tööstusliku laserkeevitusmasinates. Keevitaja lasermasin teisendab tarnitud elektrienergia tõhusalt ja täpselt kerge energiaks.
Kiirte fookus ja kontroll
Täiustatud laserkiire kohaletoimetamine
Keerukas laserkeevitusseade sisaldab hõlpsasti reguleeritavaid peegleid ja kiudoptilisi kaableid, mis aitavad keevituslaserkiirt suunata. Kallis laserkeevitusmasinad integreerivad optiliste osade jaoks vesijahutusega süsteemi, et säilitada tala profiili stabiilsus pikas tööperioodil.
Süsteemid, mis suurendavad laserfookuse täpsust
Laserkeevitusmasina fookustamispea sees pani mõned optika, mis on loodud laserienergia segamiseks ja fookustamiseks teatud kohas, see koht on tavaliselt umbes 0,2–0,6 millimeetrit läbimõõt. Täiustatud laserkeevitaja juhtimissüsteemid varieeruvad keevisõmbluse tõhusaks läbitungimiseks laseri fookuskaugust ja keevituskiire nurka.
Protsessiparameetrite juhtimine
Keevisõmbluse laserkiirte keevitamise laseri keevisõmbluse parameetrid hõlmavad toitetihedust, punkti suurus, tala režiim jne. Kaasaegse laserkeevitusega masinatel on sisseehitatud süsteemid, mis võimaldavad selliseid parameetreid reaalajas jälgida keevisõmbluse kvaliteedi järjepidevuse tagamiseks.
Keevisõmbluse moodustamine
Soojuse genereerimise tehnoloogia
Kuna laseri keevitusseadme fokuseeritud tala lööb tooriku pinna, kuumutatakse materjal kiiresti sulamistemperatuurile. Tööstusliku laseriga keevitaja abil tekkinud energia tugev kontsentratsioon tekitab keevitatava materjali aurustuspunktist kõrgemal temperatuuri.
Metalli sulandumismehhanism
Sügav läbitungimise keevitamine on võimalik võtmeauku keevitamisefektiga, kusjuures aururõhk hoiab materjali augu. Nii, et laserkeevitusseadet kulgeb mööda keevisõmbluse rada, ringleb võtmeaukude piirkonna ümber sulanud basseinimetalli ja külmutab kitsa keevisõmbluse tugevas sidemeks.
Tahkestamise kontrolliprotsess
Laserkiirte keevitamisel kontrollivad jahutamiskiirust ja tahkestamisharjumusi nii impulsi kujundamise kui ka laserkeevitaja impulsi kujundamise ja talaga manipuleerimise funktsioonidega, tagades keevisvööndis optimaalse mikrostruktuuri arengu.
Millised on laserkeevituse plussid ja puudused?
Tootmise eelised
Kõrge täpsuse jõudlus
Laserkeevitusmasinad võivad muuta väga täpsed keevisõmblused, kuna talad, millega need töötavad, võivad olla nii väikesed kui 0,2 mm. Kvaliteetne laserkeevitussüsteem kontsentreerib energiat, vähese termilise efektiga tsoonid võimaldavad keevisõmblusel vanemate metallidega mitte moonutada. Tööstuslikud laseri keevitajad võimaldavad olla sügavaid, kitsaid läbitungimisvöövisõmblusi, mis pole tavaliste keevitusmeetoditega võimalikud.
Tootmise efektiivsus
Kaasaegsed laserkeevitusmasinad võimaldavad keevituskiirust üle 10m/min, mis on vanade protsessidega võrreldes tunduvalt paremad. Laserkeevitaja juhtimissüsteemid võimaldavad protsessi pidevalt teha, kui masinatele tähelepanu pöörata. Praegused laserkeevitustehnoloogiad kaaluvad liikuvaid mitmetelgesid, mis võimaldavad keerukaid keevitustegevust.
Kvaliteedi suurendamine
Laserkiirkeevitusprotsess loob puhta esteetiliselt suurepäraseid keevisõmblusi, millel on vähe pritsmeid. Laseri keevitusmasinad panevad arvuti juhtimisse arvuti ja võimaldavad seega korduvalt kõrge kvaliteediga laserkeevitamise toimingut. Keevituslaseri tehnoloogia aitab hallata töötükile üle kantavat soojuse kogust.
Protsessipiirangud
Investeeringute esialgsed kaalutlused
Kallis laserkeevitussüsteemid on seadmete hankimise osas kapitalimahukad. Täpse laserkeevitusseadmega nõuavad ka regulaarset teenindamist ja isegi osade vahetamist. See on ka kallis, kuna laseri keevitusmasinate operaatorite koolitamine võtab kaua aega.
Tehnilised piirangud
Tööstusliku laseri keevitajatel on väga peegeldavate materjalide, näiteks vase ja alumiinium, piirangud. Laserkeevitusseadmete ja eriti tala tarnimissüsteemi saastamiseks tuleb olla ettevaatlik. Mõningaid materjale ei saa laserkiire abil keevitamiseks ühendada, kuna see kujutab endast raskusi liigese kujundamisel.
Operatiivnõuded
Professionaalse klassi laserkeevitusseadmed on laserkäik või toorikuid, väga on vaja liigeste täpsust. Laserkeevitaja toimimine hõlmab suure võimsusega laserite kasutamise tõttu ranget ohutusnõudeid. Suure võimsusega täiustatud laserkeevitussüsteemid on samuti tundlikud ja vajavad tõhusaks töötamiseks korralikult hallatavat keskkonda.
Jõudlusanalüüsi maksumus
Tegevuskulud
Ehkki laserkeevitusseadmed on energiatõhusamad kui traditsiooniliste meetodite kasutamine, peab see läbima spetsiaalsed hooldused, mis mõjutavad üldisi kulusid. Laseri keevitatud seadmel on töökulud oma tarbeosade ja operatsioonis tarbitud kommunaalteenuste tõttu. Laserkeevitusmasinad tuleb optimaalseks toimimiseks regulaarselt kalibreerida, kuid see suurendab ka hoolduskulusid.
Tootmishüvitised
Laserkeevituse mehhanismi kiired omadused võimaldavad töötlemisajal tohutut kokkuhoidu - see on aeg, mis on seotud iga osa töötlemisel. Tööstusliku laserkeevitaja kasutamise tulemuseks on täiendava töötlemise koguse vähendamine pärast keevitamist, kuna laser tagab täpse soojuse kontrolli. Samuti on automatiseeritud laserkeevitusmasinate puhul tööjõu vähenemine ja tootlikkuse suurenemine.
Pikaajaline väärtus
Laserkiire keevitamise võrdlusinvesteeringud on kõrged, kuid tootlikkuse ja kvaliteedi eskaleerumine muudab need kulutõhusaks. Professionaalse laserkeevitaja kasutamisega minimeerib ka materjalide kasutamist ja saavutab toodetud osade parema järjepidevuse. Laserkeevitustehnoloogia täiendab mitmesuguseid tootmisprotsesse, parandab seega nende tulu.
Millised tööstusharud sobivad laserkeevitajate jaoks kõige paremini?
Rakendused autotööstuses
Sõidukikehade tootmine
Autotööstuse laserkeevitussüsteemide tulek on muutnud traditsioonilisi autode koostamise meetodeid masstootmiskeskkonnas, võimaldades kehapaneelide kiiret pidevat keevitamist. Artilised laserkeevitusmasinad võimaldavad täpselt ühendada galvaniseeritud terasest elemente nende alumiiniumist kolleegidega. Laserkiirkeevitusprotsess välistab nii nähtava kehaõmbluse kui ka struktuurielementide moonutused.
Toiterongi komponendid
Tööstuslikud laserkeevitajad hõlbustavad oluliselt ülitäpse käigukasti ja mootoriosade tootmist, mis on mõeldud omavahel. Aplombiga hoiab laseri keevitusseadmed soojuse lokaliseeritud nii, et tundlik, soojuse kontrollivad osad ei vääna. Tööstusklassi laserkeevitussüsteemid viivad läbi kõrge töötsükli läbitungimisvöövisõmblusi.
Ohutussüsteemid
Näiteks pneumaatiline energiakontrolli tagumiku keevitamine turvapadjade süsteemide jaoks on üks rakendusi, kus laserkeevitusseadmed toovad vastu vastupidavaid liigeseid. Kui see on laserkeevitustehnoloogia, siis pidurisüsteemi kokkupanemisel ei saavutata midagi tipptasemel. Täiustatud laserkeevitussüsteemid võimaldavad turvavööde süsteemi automaatset tootmist.
Elektroonika lahendused
Vooluahela kokkupanek
Tehnoloogiliste edusammudega kasutatakse elektroonilise vooluahela koosseisu mikroskoopiliste vuukide AFIX täpsusega laserkeevitamismasinat. Laserkiimi keevitamise erosiooniprotsess võimaldab habraste elektrooniliste osade ühendamist mitte kontaktiga. Mis tahes parim laserlainekeevitaja ülevoolatud rakenduste jaoks tagab, et tundlike materjalide jaoks ei rakendata termilisi pingeid.
Akude tootmine
Tööstuslikud laserkeetijad teevad hermeetilisi pitsereid akurakkude korpustes. Täiustatud laserkeevitusseadmete terav fookus kaitseb aku valmistavate õrnade materjalide ohustamise eest. Kahekordse laserkeevitaja süsteem võimaldab akukomplekti kiiresti toota.
Tarbeelektroonika
Laseri keevitusseadmed võimaldavad pakkuda kauneid keevisõmblusi telefoni- ja tahvelarvutite korpustes. Laserkiirekeevitusmasinad võimaldab korpuses väga väikeste osade kokkupanemist. Praegused genereerimislaserkeetijad suudavad reprodutseerida kvaliteeti, mis on kooskõlas masstootmisega elektroonika tootmisel.
Integreerimine lennundusse
Lennukikomponendid
Laserkeevitusmasinate hulka kuuluvaid kosmosesüsteeme kasutatakse kõrge tugevusega kergete sulamite ühendamiseks. Laserkeevitusmasina täpsus hõlmab õhusõidukite komplekti olemuse tõttu ohutusriitilisi standardeid. Tööstuslikud laserkeevitusmasinad on võimelised turbiiniosades keeruka geomeetriaga keevisõmblusi tegema.
Kosmosetehnoloogia
Kvaliteetseid laserkeevitusmasinaid kasutatakse ka satelliitide kokkupanemise tseremoonial. Laseri keevitusprotsess tagab suletud pistikute moodustumise kosmoselaeva liidestes osades. Moodsate tehnoloogiate suundumusi järgib laserkeevitusmasinaid kvaliteetsete jõudluse tagamiseks ka kosmose piirkonnas karmides tingimustes.
Hooldustoimingud
Nende laserkeevitusmasinate abil saab kosmoseosasid kosmiliselt laser parandada. Laserkeevitusmasina tehnoloogia aitab ka hooldustavade automatiseerimisel. Tavaline on leida laserkeevitusmasinatel gaasivroframikaarte saared, mis on kaunistatud sertifitseeritud kvaliteediga remonditöödega.
Olulised näpunäited laseri keevitussüsteemi hooldamiseks
Optilise süsteemi igapäevane ülevaatus
Kahtlemata määrab tala kvaliteet suures osas laserkeevitusseadmete optiliste elementide regulaarse kontrollimisega. Kaitseaknaid, läätsi, peegleid ja muid elemente tuleks kontrollida saastumise, kriimustuste või kattekahjustuste osas. Selliseid komponente tuleks puhastada spetsiaalsete materjalide ja puhastamise viiside suhtes. Lahendamata optiline tee tagab laserkiire parima võimaliku kohaletoimetamise, mis hoiab ära keevisõmbluse halvenemise. Laserkeevituse kvaliteet sõltub suuresti ka laseri keevitaja optilise süsteemi puhtusest.
Jahutussüsteemi jälgimine
On oluline, et laserkeevitusmasinatesse ühendatud jahutussüsteem oleks kogu aeg heas töökorras, kui tööde järjepidevust tuleb säilitada. Jahutusvedeliku tase, voolukiirused ja temperatuurid tuleb iga päev kontrollida. Muud tšekid, näiteks lekete kontrollimine, rõhu kontrollimine ja jahutusvedeliku kvaliteedi hindamine toimub igakuiselt. Süsteemi saastumist tuleks vältida süsteemifiltrite regulaarse puhastamise või muutmise kaudu. Laserkeevitusseadmete jahutusvõimalused mõjutavad otseselt valguse ülemist stabiilsust ja komponentide eluiga.
Toiteallikate rutiinne kalibreerimine
Laserkeevitusmasina toiteallika kasutamine peaks olema kontrolli all ja vajadusel reguleerida energia ühtlase jaotuse jaoks. Kontrollige ka pinge stabiilsust iga kolme kuu tagant, voolu ja pulsirežiimide reguleerimist. Iga võimsuse reiting tuleks registreerida ja analüüsida eelmiste lugemiste suhtes. Tööstusliku laserkeevitusseadmete jaoks on vaja täpset võimsuse korrektsiooni, et tagada sama kvaliteet iga keevisõmblusega. Seadmete õigeaegne kalibreerimine väldib keevitusparameetrite muutumist.
Tala tarnimissüsteemi hooldus
Kontrollige laserkiimi keevitussüsteemi erinevaid komponente, näiteks kiudoptika ja liigendusvarred, kas need on kahjustatud või valesti paigutatud. Igakuiselt kontrollige nii tala omadusi kui ka selle fookuspositsiooni. Juhtide talade tarnekomponentide teenus vastavalt tootja soovitustele. Laserkeevitusseadmete korral peab tala jääma otse, et see korralikult toimib.
Abi gaasisüsteemi kontrollimine
Veenduge, et laserkeevitaja abistamissüsteemi nõuetekohane toimimine oleks vajalik keevisõmbluse nõuetekohane kaitse. Jälgige gaasi rõhku ja voolukiirust ning düüsi seisundit igapäevaselt. Muutke filtreid ja veenduge, et tarnimisliinid puhastatakse regulaarselt. Säilitada gaasi puhastamise ja nende tarbimismäärade juhised. Keevituslaseri abigaasisüsteem mõjutab keevisõmbluse kvaliteeti, samal ajal kaitseb keevispinda oksüdeerimise eest.
## Kuidas valida kõige sobivam laserkeevitussüsteem
Võimsuse ja tala kvaliteedinõuete hindamine
Oluline on määratleda laserkeevitusmasina võimsusvajadused töömaterjali funktsioonina ja selle paksusest. Tõhusaid tööstuslikke keevitajaid leidub vahemikus 2 kW kuni 20kW, suur energiasüsteem võimaldab laserkiirguse sügavust rohkem tungida. Laserkeevitusseadmete keevisõmbluse kvaliteet M⊃2; Faktor määrab ka võime keskenduda tala.
Valige õige lainepikkuse tehnoloogia
Kasutage laserkeevitamisel vastavalt materjalide imendumisomadustele erinevaid seadmeid. Kiudlaserkeevitajad (1,06 um) on efektiivsed metallide jaoks, eriti keerulisema tööga peegeldavate metallidega nagu alumiinium ja vask. Võrdlevalt on CO2 laserkeevitamissüsteemid (10,6 um) eelistatavamad mittemetallide ja inimtegevusega orgaaniliste ainete jaoks.
Arvestada automatiseerimis- ja kontrolli aspektidega
Laserkeevituse kaasaegsed süsteemid võimaldavad kõiki ülalnimetatud automaatseid integreerimist. Laserkeevitaja masina juhtimisliides peaks olema vajalik programmeerimine. Ärge unustage küsida professionaalset laserkeevitusseadmeid, kus on võimalus nii seire kui ka kvaliteedikontroll protsessi käigus.
Analüüsige omandiõiguse kogukulusid
Hinnake kogu laserkeevitusseadme investeeringut, sealhulgas:
Esialgne seadmete hind ja paigaldamine
Tegevuskulud (energia, gaasid, tarbekaubad)
Hooldusnõuded ja hoolduslepingud
Operaatori koolitus- ja sertifitseerimisvajadused
Rajatiste muudatused ja ohutusnõuded
Kas olete valmis laserkeevitusvõimalusi tõstma?
Team MFG on spetsialiseerunud CNC täpsetele masinatele ja professionaalsetele laserkeevitussüsteemidele. Meie asjatundlik meeskond pakub kohandatud laserkeevituslahendusi, mida toetavad üle 15 -aastase tootmise tipptaseme. Ükskõik, kas vajate pideva tootmise jaoks suure võimsusega tööstuslike laserite keevitajaid või täpsete rakenduste jaoks spetsiaalseid laserkeevitusmasinaid, pakume põhjalikku tuge valikust rakenduseni.
Muutke oma tootmise efektiivsus Team MFG täiustatud laserkeevitustehnoloogiaga!
Korduma kippuvad küsimused (KKK)
K: Kas saate kaare abil laserkeevituse ja keevituse erinevusi rohkem valgustada?
Laserkeevitaja töötab, keskendudes laserkiirele, et tekitada soojust konkreetses punktis, mis annab kitsad ja sügavad keevisõmblused, mis põhjustavad ümbritsevasse liitumiseni vähem moonutusi. Teisest küljest tagab kaarekeevitamine alati suuremaid kuumapiirkondi ja kaasatud on täiteaine kasutamine.
K: Milliseid tegureid peaksin arvestama, kui määrate oma keevitusrakenduse jaoks sobiva laserivõime?
Kui tegemist on laserkiirekeevitusega, mõjutavad toitevalikut ühendatavate materjalide paksus ja tüüp, samuti vajalik keevisõmbluse läbitungimine. Õhukesed lehed on tavaliselt alla 2 mm, mis vajavad tavaliselt sisendvõimsust vahemikus 1 2kW, paksude materjalide laserkeevitussüsteemid, mis on rohkem kui 5 mm, vajavad 4 20kW süsteemi.
K: Milliseid materjale saab laserkeevitamismasinaga töötada?
Tööstuslik laserkeevitussüsteem on võimeline keevitama enamikku metalle, mis hõlmavad teraseid, alumiiniumi, titaani ja isegi niklipõhiseid süsteeme. Ka kaasaegsed laserkeetijad ühendavad erinevad metallid, kui õiged parameetrid on seatud.
K: Miks on mul laserkeevitusseadmetega toodetud keevisõmbluste kvaliteedis variatsioone?
Kõige sagedasemad põhjused on: määrdunud optika, kasutaja MisFocus, mittekonstantse abistamise gaasivoog ja laserkeevitusmasina tarbekaupade kahanemine. Kui hoiate oma laseriga keevitajat hästi hooldatud, peaks see iga kord usaldusväärselt toimima.
K: Milliseid ettevaatusabinõusid peaksin laserkeevitusmasinate kasutamisel võtma?
Mis tahes tüüpi laserkäigu tegemisel on kohustuslik omada suletud tööjaamu, spetsiaalseid laserkaitseprille, kus on sobivad materjalid ja liitmikud, ventilatsioon ja koolitatud töötajad, kes vastavad laserkeetijate kasutamiseks ohutuspraktikale.
K: Kuidas puhastada laserkeevitusseadmete optiliste osade skeeme erinevate intervallidega?
Kontrollige laserkeevitamismasina optikat iga päev iga päev tolmu ja mustuse osas. Pühkige tolmused katteaknad üks kord nädalas ja viige igakuiselt läbi kogu optilise süsteemi hooldus. Järgige laserkeevitaja tootja soovitusi komponentide asendamise kohta laserkeevitaja piires.
K: Milliseid laserkiire keevitamise funktsionaalseid aspekte peaksin jälgima?
Vaadake võimsust, fookuspositsiooni, sõidukiirust, abistavat gaasi voolu ja laserkeevitusseadme nurka. Enamik uusi laserkeevitussüsteeme võimaldab neid parameetreid reaalajas jälgida.
