Avansarea proceselor de îmbinare de precizie cunoscută sub numele de tehnologie de sudare laser este o schimbare în pas și a transformat producția în toate sectoarele. În comparație cu procesele tradiționale, sistemele de sudare cu laser industrial oferă precizie, viteză și control de calitate care nu pot fi îndeplinite de nicio altă abordare. Odată cu dezvoltarea continuă a laserelor cu fibre, a sistemelor de control automat și a introducerii industriei 4.0, piața LAR este încă în creștere ...
Această lucrare este axată pe principiile de bază ale sudării cu laser, selecția aparatului de sudare cu laser, metode de operare de sudare cu laser, cerințe pentru întreținerea sudurii cu laser și sudarea cu laser în industrie, permițând profesioniștii sistemelor sudate cu laser să îmbunătățească procesele de sudură laser la cea mai eficientă și optimă calitate.
Ce este sudarea cu laser?
Înțelegerea fundamentelor de sudare cu laser
Sudarea cu laser este un proces de îmbinare care folosește cel mai bine tehnologia grinzilor laser pentru a forma cusături metalice puternice și precise. Sistemul de sudare cu fascicul metalic folosește lasere pentru a arde o suprafață mică la temperaturi peste 10.000 ° C pentru a topi suprafețele și a le combina. Spre deosebire de procedura clasică, această tehnică avansată laser de sudură formează o cusătură de sudură profundă și îngustă, cu zone mai puțin extinse de metal de bază încălzit.
Tipuri de mașină de sudare cu laser
Suduitori cu laser CO2
Mașinile pentru sudare cu lasere de dioxid de carbon funcționează în intervalul infraroșu cu o lungime de undă de 10,6 µm, care este potrivit pentru îmbinarea materialelor groase. Aplicațiile de penetrare profundă sunt un loc obișnuit și, prin urmare, aceste sisteme sunt mai potrivite pentru industriile înalte. Echipamentul de sudare cu laser CO2 are capacitatea de putere ridicată, menținând în același timp o bună absorbție de energie în metale.
Suduitori laser în stare solidă
Sistemele de sudare cu laser în stare solidă, pe lângă un sudor laser cu fibre funcționează la câțiva centimetri deasupra regiunilor metrice liniare și a spațiilor de atelier, la lungimi de undă, de exemplu, aproximativ 1,06 microni. Aceste dispozitive vin cu caracteristici bune ale fasciculului de lasing și sunt utilizate în scopuri tehnologice, unde precizia mașinilor de sudură laser este efectuată mai bine. Dimensiunea lor mică și capacitatea de a modela un program de puls într -un mod dat vă permit să setați valori mici de intrare de căldură pentru operațiunile de sudare laser.
Componente ale sudorului laser
Sistem de rezonator
Cavitatea rezonatorului este locul în care este depozitat mediul laser, gaz sau cristal. Este, de asemenea, punctul în care începe împușcarea laserului. Aceasta este unitatea principală care definește proprietățile de bază ale producției laser.
Componente optice
În ultimul timp, sudorii încorporează sisteme optice puternice, de exemplu, lentile, oglinzi și sisteme de livrare a fasciculului responsabile de poziționarea și focalizarea fasciculului laser. Acestea fac posibilă controlul și poziționarea fasciculului laser.
Sisteme de control și de susținere
Astfel de mașini avansate de sudare cu laser sunt echipate cu lichide de răcire, mișcare motorizată și huse de siguranță. Sistemele de hrănire constau fie din fibre optice, fie din brațele oglinzate articulate, iar optica de focalizare direcționează energia spre suprafața piesei de lucru.
Cum funcționează procesul de sudare cu laser?
Proces de generare a fasciculului laser
Aparatul actual de sudare laser începe operațiunile cu generarea unui fascicul laser puternic în interiorul cavității rezonatorului. Când vine vorba de funcționarea mașinii de sudură cu laser de formarea fasciculului laser, un mediu de lasing care poate fi molecule de gaz în sudor cu laser CO2 sau structuri de cristal de cristal în laserele de sudare în stare solidă este excitat fie de energie electrică, fie de energie ușoară. O metodă mai avansată de sudare cu laser creează lumină coerentă cu un focus laser sau o serie de lasere, capabile să obțină densități de putere la fel de extreme ca 1 mW/cm² În mașinile de sudare cu laser industrial. Mașina cu laser sudor transformă energia electrică furnizată în mod eficient și precis în energie ușoară.
Focusul și controlul fasciculului
Livrare îmbunătățită a fasciculului laser
Aparatul sofisticat de sudare cu laser include oglinzi ușor reglabile și cabluri cu fibră optică care ajută la direcționarea fasciculului laser de sudură. Mașinile de sudare cu laser de înaltă calitate integrează sistemul de răcire a apei pentru părțile optice pentru a menține stabilitatea în profilul fasciculului pe perioade lungi de lucru.
Sisteme care îmbunătățesc precizia focalizării laserului
În interiorul capului de focalizare al unei mașini de sudare cu laser se află unele optice concepute pentru a amesteca și focaliza energia laser într -un anumit loc, acest loc are de obicei aproximativ 0,2 - 0,6 milimetri în diametru. Sistemele avansate de control al sudorului laser variază distanța focală a laserului și unghiul fasciculului de sudare pentru o penetrare eficientă a sudurii.
Controlul parametrilor procesului
Parametrii sudorii cu laser cu grindă cu laser sudură includ densitatea puterii, dimensiunea spotului, modul fascicul, etc. Sudarea laser contemporană Mașinile au sisteme încorporate care permit monitorizarea acestor parametri în timp real pentru consistența calității sudurii.
Formarea piscinei de sudură
Tehnologia de generare a căldurii
Pe măsură ce fasciculul focalizat al aparatului de sudură laser lovește suprafața piesei de lucru, materialul este încălzit rapid până la punctul de topire. Concentrația puternică de energie generată prin utilizarea unui sudor laser industrial produce temperaturi peste punctul de vaporizare pentru materialul sudat.
Mecanism de fuziune metalică
Sudarea de penetrare profundă este posibilă cu efectul de sudare a gaurii cheie, prin care presiunea de vapori menține o gaură în material. Astfel încât, în timp ce aparatul de sudură laser avansează de -a lungul pistei de sudură, metalul piscinei topite care circulă în jurul regiunii cheii și înghețarea sudurii înguste într -o legătură puternică.
Procesul de control al solidificării
În sudarea cu fascicul cu laser, ratele de răcire și modelele de solidificare sunt controlate atât de funcțiile de modelare a pulsului, cât și de manipularea fasciculului de sudor laser pentru a asigura o dezvoltare optimă a microstructurii în zona de sudură.
Care sunt avantajele și dezavantajele sudurii laser?
Beneficii în fabricație
Performanța de înaltă precizie
Mașinile de sudare cu laser pot face suduri foarte precise, deoarece petele de fascicul cu care funcționează pot fi la fel de mici de 0,2 mm. Sistemul de sudare laser de înaltă calitate concentrează energia, cu puține zone termice care permit sudura cu metalele părinte să nu se denatureze. Sudorii cu laser industrial fac posibilă a avea suduri adânci și înguste de penetrare, care nu sunt posibile cu metodele obișnuite de sudare.
Eficiența producției
Mașinile moderne de sudare cu laser permit o viteză de sudare de peste 10m/min, mult superioară în comparație cu procesele vechi. Sistemele de control ale sudorului cu laser permit efectuarea continuă a procesului cu atenția mică a operatorilor asupra mașinii. Tehnologiile curente de sudare cu laser iau în considerare axe multiple mobile care permit operațiuni sofisticate de sudare.
Îmbunătățirea calității
Procesul de sudare cu fascicul laser creează sudură curată din punct de vedere estetic, cu o mică stropire. Mașinile de sudare cu laser pun un computer la cârma mașinii și permit astfel o operație de sudare laser de înaltă calitate la repetare. Tehnologia laserului de sudură ajută la gestionarea cantității de căldură care este transferată în piesa de lucru.
Limitări ale procesului
Considerații inițiale de investiții
Sistemele de sudare cu laser de înaltă calitate sunt intensiv în capital în ceea ce privește achiziționarea echipamentelor. Echipamentul de sudare cu laser de precizie va necesita, de asemenea, deservire regulată și chiar înlocuirea pieselor. De asemenea, este scump prin faptul că este nevoie de mult timp pentru a antrena operatori de mașini de sudare laser.
Constrângeri tehnice
Sudorii cu laser industrial au o limitare atunci când vine vorba de materiale extrem de reflectoare, cum ar fi cupru și aluminiu. Trebuie avut grijă considerabilă pentru a nu contamina echipamentul de sudare laser și în special sistemul de livrare a fasciculului. Unele materiale nu pot fi combinate pentru sudură folosind fascicul laser, deoarece prezintă dificultăți în proiectarea articulațiilor.
Cerințe operaționale
Echipamentele de sudare cu laser de calitate profesională este laser orice piesă de lucru sau piese de lucru, este necesară foarte mult exactitatea articulațiilor. Funcționarea unui sudor laser implică o cerință strictă de siguranță din cauza utilizării laserelor de mare putere. Sistemele avansate de sudare cu laser avansat de mare putere sunt, de asemenea, sensibile și necesită un mediu gestionat corespunzător pentru a funcționa eficient.
Costuri pentru analiza performanței
Cheltuieli de operare
Deși echipamentele de sudare cu laser sunt mai eficiente din punct de vedere energetic decât utilizarea metodelor tradiționale, trebuie să fie supusă întreținerii specializate, care afectează cheltuielile generale. Dispozitivul sudat cu laser are costuri de operare din cauza pieselor sale consumabile și a utilităților consumate în operațiune. Mașinile de sudor laser trebuie calibrate în mod regulat pentru o funcționare optimă, cu toate acestea, acest lucru crește și costul de întreținere.
Beneficii pentru producție
Caracteristicile rapide ale mecanismului de sudare cu laser permit economii extraordinare în timpul de procesare - acesta este timpul implicat în procesarea fiecărei părți. Utilizarea sudorului cu laser industrial are ca rezultat scăderea cantității de procesare suplimentară după sudare, deoarece laserul oferă un control precis al căldurii. Există, de asemenea, o scădere semnificativă a forței de muncă cu mașinile automate de sudare cu laser, precum și creșterea productivității.
Valoare pe termen lung
Sudarea cu fascicul laser Investițiile inițiale comparative sunt ridicate, dar escaladarea productivității și a calității le face rentabile. Odată cu utilizarea sudorului profesional laser minimizează, de asemenea, utilizarea materialelor și obține o consistență mai bună a pieselor fabricate. Tehnologia de sudură laser completează o varietate de procese de fabricație, astfel îmbunătățește randamentul lor.
Ce industrii sunt cele mai potrivite pentru sudorii cu laser?
Aplicații în automobile
Fabricarea corpurilor vehiculului
Apariția sistemelor de sudare cu laser auto a schimbat metodele tradiționale de asamblare a corpurilor auto în mediile de producție în masă, permițând sudarea continuă de mare viteză a panourilor corpului. Mașinile de sudor laser de ultimă generație fac posibilă unirea elementelor din oțel galvanizat cu omologii lor din aluminiu exact. Procesul de sudare cu fascicul laser elimină distorsiunea cusăturii vizibile ale corpului, precum și a elementelor de structură.
Componente ale trenului de putere
Sudorii cu laser industrial facilitează foarte mult fabricarea de unelte de transmisie de înaltă precizie și piese de motor menite să se potrivească. Cu aplomb, echipamentul de sudare cu laser menține căldura localizată, astfel încât părțile de control sensibile, de control a căldurii din antrenare să nu se deformeze. Sistemele de sudare cu laser cu clasa industrială efectuează suduri penetrative cu cicluri ridicate de serviciu fezabile pentru motoarele.
Sisteme de siguranță
De exemplu, sudarea pneumatică a energiei de control al energiei pentru sistemele airbag -uri de siguranță este una dintre aplicațiile în care dispozitivele de sudură laser aduc îmbinări durabile. Dacă este o tehnologie de sudare cu laser, atunci nu se obține nimic de excelență în asamblarea sistemului de frână. Sistemele avansate de sudare cu laser permit fabricarea automată a sistemului cu centuri de siguranță.
Soluții pentru electronice
Ansamblul plăcii de circuit
Odată cu progresele tehnologice, o mașină de sudare cu laser de precizie este utilizată pentru a AFIX articulațiile microscopice în cadrul unui ansamblu de circuit electronic. Procesul de eroziune al sudării cu fascicul laser permite îmbinarea fără contact a pieselor electronice fragile. Orice cel mai bun sudor cu undă laser pentru aplicații excesive asigură că tensiunile termice nu sunt aplicate la materialele sensibile.
Fabricarea bateriilor
Sudorii cu laser industrial fac etanșări ermetice în carcasele celulelor bateriei. Focusul ascuțit al echipamentului de sudură laser avansat se apără împotriva compromiterii materialelor delicate care fac bateria. Sistemul de sudor cu laser dublu face posibilă fabricarea rapidă a unui ansamblu de baterii.
Electronica de consum
Echipamentele de sudare cu laser face posibilă furnizarea de suduri frumoase pe carcasele telefonului și tabletelor. Mașina de sudare cu fascicul laser permite asamblarea unor piese foarte mici într -o carcasă. Sudorii cu laser cu generație curentă sunt capabile să reproducă calitatea în concordanță cu producția în masă la fabricarea electronicelor.
Integrare cu aerospațial
Componente aeronave
Sistemele aerospațiale care includ mașini de sudare cu laser sunt utilizate pentru a se alătura aliajelor ușoare cu un grad ridicat de rezistență. Precizia mașinii de sudare laser include standarde critice de siguranță datorită naturii ansamblului aeronavei. Mașinile de sudare cu laser industrial sunt capabile să efectueze suduri cu geometrie complexă în părțile turbinei.
Tehnologia spațială
Mașinile de sudare cu laser de înaltă calitate sunt, de asemenea, utilizate în ceremonia de asamblare a articulațiilor sateliților. Procesul de fabricație de sudură laser garantează formarea conectorilor sigilați în părțile de interfațare ale unei nave spațiale. Urmând tendințele tehnologiilor moderne, mașinile de sudare cu laser sunt utilizate pentru a oferi performanțe de înaltă calitate chiar și în condiții dure în domeniul aerospațial.
Operațiuni de întreținere
Piesele aerospațiale pot fi reparate laser cosmitic folosind aceste mașini de sudare cu laser. Tehnologia mașinii de sudare laser ajută, de asemenea, la automatizarea practicilor de întreținere. Este obișnuit să găsiți insule cu arc de tungsten cu gaz în mașinile de sudare cu laser decorate cu reparații de calitate certificate.
Sfaturi esențiale pentru întreținerea sistemului de sudură laser
Inspecția zilnică a sistemului optic
Fără îndoială, calitatea fasciculului este determinată într -o mare măsură de inspecția periodică a elementelor optice ale echipamentului de sudare laser. Ferestrele de protecție, lentilele, oglinzile și alte elemente trebuie inspectate pentru contaminare, zgârieturi sau daune ale acoperirilor. Astfel de componente ar trebui curățate cu respectarea cuvenită a materialelor specializate și a modurilor de curățare. O cale optică nelimitată oferă cea mai bună livrare posibilă de grinzi laser, ceea ce împiedică deteriorarea sudurii. Calitatea sudării cu laser depinde, de asemenea, de curățenia sistemului optic al sudorului laser.
Monitorizarea sistemului de răcire
Este important ca sistemul de răcire încorporat în mașinile de sudare cu laser să fie în orice moment în stare de funcționare, dacă trebuie menținută consecvența în funcționare. Nivelurile de răcire, debitul și temperaturile trebuie verificate zilnic. Alte verificări precum inspecția scurgerilor, verificarea presiunii și evaluarea calității lichidului de răcire sunt făcute lunar. Contaminarea sistemului trebuie evitată prin curățarea regulată sau schimbarea filtrelor de sistem. Capacitățile de răcire ale echipamentelor de sudare cu laser au un efect direct asupra stabilității superioare a luminii și a duratei de viață a componentelor.
Calibrarea de rutină a surselor de alimentare
Utilizarea sursei de energie a mașinii de sudură laser ar trebui să fie sub control și ajustată, dacă este necesar, pentru distribuția uniformă a energiei. Verificați, de asemenea, stabilitatea tensiunii la fiecare trei luni, reglarea curentului și modurile de puls. Fiecare evaluare a puterii trebuie înregistrată și analizată în raport cu citirile anterioare. Echipamentele industriale de sudare cu laser necesită o corecție exactă a puterii pentru a asigura aceeași calitate cu fiecare sudură. Calibrarea în timp util a echipamentului evită modificarea parametrilor de sudare.
Întreținerea sistemului de livrare a fasciculului
Verificați diferitele componente ale sistemului de livrare a sudării cu fascicul laser, de exemplu, fibra optică și brațele articulate, indiferent dacă sunt deteriorate sau poziționate incorect. În mod lunar, verificați caracteristicile fasciculului, precum și poziția de focalizare. Serviciul de componente de livrare a fasciculului executiv conform recomandărilor producătorului. Pentru echipamentele de sudare cu laser, fasciculul trebuie să rămână drept pentru ca acesta să funcționeze corect.
Asistare verificarea sistemului de gaze
Asigurați funcționarea corectă a sistemului de gaz de asistență al sudorului laser pentru a permite o protecție adecvată a sudurii. Monitorizați presiunea gazului și debitele și starea duzei zilnic. Schimbați filtrele și asigurați -vă că liniile de livrare sunt curățate în mod regulat. Mențineți orientări pentru purificarea gazelor și ratele de consum ale acestora. Sistemul de gaz de asistență al unui laser de sudare are un efect asupra calității sudurii, în același timp protejează zona de sudură de oxidare.
## Cum să selectați cel mai potrivit sistem de sudare laser
Evaluarea cerințelor de calitate a puterii și a fasciculului
Este esențial să definiți cerințele de putere ale mașinii dvs. de sudare cu laser ca funcție a materialului de lucru și a grosimii acestuia. Sudorii industriali eficienți se găsesc în intervalul de la 2kW până la 20kW, sistemul de mare putere permite o penetrare mai mare a adâncimii fasciculului laser. Calitatea de sudură a echipamentului de sudare cu laser M⊃2; Factorul determină, de asemenea, capacitatea de a concentra fasciculul.
Optați pentru tehnologia de lungime de undă potrivită
Utilizați diferite dispozitive atunci când sudarea cu laser în funcție de caracteristicile de absorbție ale materialelor. Sudorii cu laser cu fibre (1,06µm) sunt eficiente pentru metale, în special pentru mai dificil de lucrat, metale reflectorizante, cum ar fi aluminiu și cupru. Comparativ, sistemele de sudare cu laser CO2 (10,6 um) sunt mai preferabile pentru non-metale și materie organică creată de om.
Luați în considerare aspectele de automatizare și control
Sistemele contemporane pentru sudarea cu laser permit toată integrarea automată menționată mai sus. Interfața de control a mașinii cu sudură laser ar trebui să fie capabilă de programarea necesară. Nu uitați să cereți echipamente profesionale de sudare cu laser, cu capacitatea de monitorizare, precum și controlul calității în cursul procesului.
Analizați costul total al proprietății
Evaluează investiția completă a dispozitivului de sudură laser, inclusiv:
Costul și instalarea inițială a echipamentului
Cheltuieli de exploatare (energie, gaze, consumabile)
Cerințe de întreținere și contracte de servicii
Nevoile de instruire și certificare a operatorilor
Modificări ale instalațiilor și cerințe de siguranță
Sunteți gata să vă ridicați capacitățile de sudare laser?
Echipa MFG este specializată în mașini CNC de precizie și sisteme profesionale de sudare laser. Echipa noastră de experți oferă soluții personalizate de sudare cu laser, susținute de peste 15 ani de excelență în producție. Indiferent dacă aveți nevoie de sudori laser industriali de mare putere pentru producție continuă sau mașini de sudare cu laser specializate pentru aplicații precise, oferim suport complet de la selecție la implementare.
Transformă -ți eficiența producției cu tehnologia avansată de sudare cu laser Team MFG!
Întrebări frecvente (întrebări frecvente)
Î: Puteți arunca mai multă lumină asupra diferențelor dintre sudarea cu laser și sudarea prin utilizarea ARC?
Un sudor laser funcționează prin focalizarea fasciculului laser pentru a genera căldură într -un punct specific care produce suduri înguste și profunde care provoacă o distorsiune mai mică la unirea din jur. Pe de altă parte, sudarea cu arc asigură invariabil zone mai mari de căldură și este implicată utilizarea sârmei de umplutură.
Î: Ce factori ar trebui să iau în considerare atunci când am determinat puterea laser adecvată pentru aplicația mea de sudare?
Când vine vorba de sudarea cu fascicul laser, selecția puterii este influențată de grosimea și tipul de materiale care trebuie îmbinate, precum și de penetrarea sudurii necesare. Foile subțiri sunt de obicei sub 2 mm, ceea ce necesită de obicei puterea de intrare între 1 2kw interval, în timp ce sistemele de sudare cu laser pentru materiale groase care sunt mai mari de 5 mm necesită 4 sisteme de 20kW.
Î: Ce materiale pot fi lucrate cu o mașină de sudare cu laser?
Sistemul de sudare cu laser industrial este capabil să sudeze majoritatea metalelor care includ oțeluri, aluminiu, titan și chiar sisteme pe bază de nichel. De asemenea, sudorii laser moderni combină diferite metale dacă sunt setați parametrii potriviți.
Î: De ce am variații ale calității sudurilor produse cu echipamentul meu de sudare cu laser?
Cele mai frecvente cauze sunt: optica murdară, greșirea utilizatorului, fluxul de gaz de asistență neconstant și epuizarea consumabilelor mașinii de sudare laser. Dacă vă mențineți sudorul laser bine întreținut, acesta ar trebui să funcționeze în mod fiabil de fiecare dată.
Î: Ce precauții ar trebui să iau atunci când folosesc mașini de sudură laser?
Atunci când efectuați o manipulare cu laser de orice tip, este obligatoriu să aveți stații de lucru închise, ochelari speciali de protecție cu laser cu materiale și accesorii adecvate, ventilație și personal instruit care respectă practicile de siguranță pentru utilizarea sudorii cu laser.
Î: La intervale diferite, cum pot curăța diagramele pieselor optice ale echipamentului de sudură laser?
Verificați în fiecare zi optica mașinii de sudare laser în fiecare zi pentru orice praf și murdărie. Ștergeți ferestrele de acoperire prăfuite o dată pe săptămână și efectuați întreținerea întregului sistem optic lunar. Urmați recomandările producătorului sudorului laser în ceea ce privește înlocuirea componentelor din sudorul laser.
Î: Ce aspecte funcționale ale sudării cu fascicul laser ar trebui să urmăresc?
Priviți puterea, poziția focală, viteza de deplasare, ajutarea fluxului de gaz și unghiul dispozitivului de sudare laser. Majoritatea noilor sisteme de sudare laser permit monitorizarea acestor parametri în timp real.
