Pokrok v procesoch presného spojenia známy ako technológia laserového zvárania je krokovou zmenou a transformovala výrobu vo všetkých odvetviach. V porovnaní s tradičnými procesmi poskytujú priemyselné laserové zváracie systémy presnosť, rýchlosť a kontrolu kvality, ktoré nemožno splniť žiadny iný prístup. S pokračujúcim rozvojom vlákien laserov, automatickými kontrolnými systémami a zavedením priemyslu 4.0 je trh LAR stále na vzostupe…
Tento dokument sa zameriava na základné princípy laserového zvárania, výber laserového zváracieho prístroja, metódy prevádzky laserového zvárania, požiadavky na údržbu laserového zvárania a laserové zváranie v priemysle, čo umožňuje odborníkom v oblasti laserového zváraného zvárania na zlepšenie procesov laserového zvárania na najúčinnejšiu a optimálnejšiu kvalitu.
Čo je laserové zváranie?
Pochopenie základov zvárania laserom
Laserové zváranie je proces spájania, ktorý najlepšie využíva technológiu laserových lúčov na vytvorenie silných a presných kovových švov. Systém zvárania kovových lúčov využíva lasery na spaľovanie malej plochy na teploty nad 10 000 ° C na rozpustenie povrchov a ich kombinovanie. Na rozdiel od klasického postupu, táto pokročilá zváracia laserová technika tvorí hlboký, úzky zvarový šv s menej rozsiahlymi oblasťami vyhrievaného základného kovu.
Typy laserového zváracieho stroja
Laserové zváračky CO2
Stroje na zváranie lasermi oxidu uhličitého fungujú v infračervenom rozsahu s vlnovou dĺžkou 10,6 µm, ktorá je vhodná na spojenie hrubých materiálov. Aplikácie hlbokého penetrácie sú bežným miestom, a preto sú tieto systémy vhodnejšie pre vysoké odvetvia. Zariadenie CO2 Laser Welding má schopnosť vysokého výkonu pri zachovaní dobrej absorpcie energie v kovoch.
Laserové zváračky v pevnom stave
Systémy zvárania v tuhom stave okrem laserového zváraču vlákniny fungujú na niekoľkých centimetroch nad lineárnymi metrickými oblasťami a dielenskými priestormi, napríklad pri vlnových dĺžkach asi 1,06 mikrónov. Tieto zariadenia sa dodávajú s dobrými charakteristikami lasingového lúča a používajú sa na technologické účely, kde sa presnosť laserových zváračských strojov vykonáva lepšie. Ich malá veľkosť a schopnosť formovať impulzný program daným spôsobom vám umožňujú nastaviť malé hodnoty vstupu tepla pre laserové zváracie operácie.
Komponenty laserového zváraču
Rezonátor
Rezonátorová dutina je miesto, kde sa ukladá laserové médium, plyn alebo kryštál. Je to tiež bod, v ktorom začína laserový výstrel. Toto je primárna jednotka, ktorá definuje základné vlastnosti laserového výstupu.
Optické komponenty
V poslednej dobe zváratelia zahŕňajú výkonné optické systémy, napr., Šošovky, zrkadlá a systémy na dodávku lúčov zodpovedné za umiestnenie a zaostrenie laserového lúča. Umožňujú ovládať a umiestniť laserový lúč.
Riadiace a podporné systémy
Takéto pokročilé laserové zváracie stroje sú vybavené chladiacimi látkami, pohybovým pohybom a bezpečnostnými krytmi. Systémy kŕmenia pozostávajú z optiky vlákien alebo z kĺbových zrkadlových ramien a zaostrovacej optiky nasmerujú energiu iba na povrch obrobku.
Ako funguje proces laserového zvárania?
Proces generovania laserového lúča
Súčasný laserový zvárací prístroj začína operácie s generovaním silného laserového lúča vo vnútri rezonátorskej dutiny. Pokiaľ ide o laserové zváracie zariadenie na tvorbe laserového lúča, lasingové médium, ktoré môže byť molekulami plynu v laserovom zváračke CO2 alebo v krištáľových mriežkových štruktúrach v zváraných laseroch v tuhom stave, je excitovaná buď elektrickou energiou alebo energiou svetla. Pokročilejšia metóda laserového zvárania vytvára koherentné svetlo s laserovým zameraním alebo sériou laserov, ktoré sú schopné poskytnúť hustotu energie tak extrémne ako 1 MW/cm² V priemyselných laserových zváraných strojoch. Laserový stroj zváračov premieňa dodávanú elektrickú energiu efektívne a presne na svetelnú energiu.
Zameranie a kontrola lúča
Vylepšené dodávka laserového lúča
Sofistikované laserové zváracie prístroje obsahujú ľahko nastaviteľné zrkadlá a káble z optických vlákien, ktoré pomáhajú pri riadení zváracieho laserového lúča. High-end laserové zváracie stroje integrujú systém chladenia vody pre optické časti, aby sa udržala stabilita v profile lúča po dlhú dobu práce.
Systémy, ktoré zvyšujú presnosť zamerania lasera
Vo vnútri zaostrovacej hlavy laserového zváracieho stroja ležala niektoré optiky určené na zmiešanie a zaostrovanie laserovej energie na určitom mieste, toto miesto má zvyčajne priemer asi 0,2 - 0,6 milimetrov. Pokročilé riadiace systémy laserového zváraču menujú ohniskovú vzdialenosť lasera a uhol zváracieho lúča na účinné prenikanie zvaru.
Ovládanie parametrov procesu
Parametre zváračov zváračov zváraní zvárateľmi zváraní zahŕňajú hustotu energie, veľkosť bodu, režim lúča atď.
Formácia zvaru
Technológia výroby tepla
Keď zameraný lúč laserového zváracieho zariadenia zasiahne povrch obrobku, materiál sa rýchlo zahrieva na bod topenia. Silná koncentrácia energie generovanej pomocou priemyselného laserového zváraču vytvára teploty nad bodom odparovania pri zváraní materiálu.
Mechanizmus fúzie kovu
Hlboké penetračné zváranie je možné s efektom zvárania kľúčov, pričom tlak pary udržiava otvor v materiáli. Tak, že zatiaľ čo laserový zvárací prístroj postupuje pozdĺž zvarovej dráhy, roztavený kovový kov cirkulujúci okolo oblasti kľúčovej dierky a zmrazenie úzkeho zvaru v silnej väzbe.
Proces riadenia tuhnutia
Pri zváraní laserových lúčov sú rýchlosti chladenia a vzory tunifikácie riadené funkciami formovania impulzov a manipuláciou lúčov laserového zváraču, aby sa zabezpečilo optimálny vývoj mikroštruktúry v zóne zvaru.
Aké sú výhody a nevýhody laserového zvárania?
Výhody vo výrobe
Výkon vysokej presnosti
Laserové zváracie stroje môžu vytvárať veľmi presné zvary, pretože škvrny lúča, s ktorými pracujú, môžu byť malé ako 0,2 mm. Vysoko kvalitný laserový zvárací systém koncentruje energiu, s malými zónami tepelného efektu, ktoré umožňujú zvaru s rodičovskými kovmi skresliť. Priemyselné laserové zvárače umožňujú mať hlboké, úzke penetračné zvary, ktoré nie sú možné pri bežných metódach zvárania.
Efektívnosť výroby
Moderné laserové zváracie stroje umožňujú rýchlosť zvárania nad 10 m/min, čo je výrazne lepšie v porovnaní so starými procesmi. Riadiace systémy laserového zváraču umožňujú, aby sa proces neustále vykonával s malými operátormi pozornosti na stroj. Súčasné laserové zváracie technológie zvažujú pohyblivé viac osi, ktoré umožňujú sofistikované operácie zvárania.
Vylepšenie kvality
Proces zvárania laserového lúča vytvára čisté esteticky veľké zvary s malým rozstrekom. Laserové zváracie stroje umiestnili počítač na kormidlo stroja, a tak umožňujú opakovanú laserovú zváraciu prevádzku vysokej kvality. Technológia zváračského lasera pomáha pri riadení množstva tepla, ktoré sa prenáša na pracovný kúsok.
Obmedzenia procesu
Počiatočné investičné úvahy
High -end laserové zváracie systémy sú kapitálové intenzívne, pokiaľ ide o obstarávanie zariadení. Presné laserové zváracie zariadenie bude tiež vyžadovať pravidelné služby a výmenu dielov. Je tiež drahé v tom, že trvá dlho, kým trénujú prevádzkovatelia laserových zváračských strojov.
Technické obmedzenia
Priemyselné laserové zvárače majú obmedzenie, pokiaľ ide o vysoko reflexné materiály, ako sú meď a hliník. Je potrebné venovať značnú starostlivosť, aby sa nekontaminovali laserové zváracie zariadenie a najmä systém na dodávku lúča. Niektoré materiály nemožno kombinovať na zváranie pomocou laserového lúča, pretože predstavuje ťažkosti pri dizajne spoločného dizajnu.
Prevádzkové požiadavky
Profesionálne laserové zváracie vybavenie v profesionálnom stupni je laser akýkoľvek obrobok alebo obrobky, je potrebná presnosť kĺbov. Prevádzka laserového zvárača zahŕňa prísnu požiadavku na bezpečnosť z dôvodu používania vysoko výkonných laserov. Vysoko napájané pokročilé laserové zváracie systémy sú tiež citlivé a vyžadujú správne spravované prostredie, aby mohli efektívne pracovať.
Náklady na analýzu výkonu
Prevádzkové náklady
Aj keď laserové zváracie zariadenie je energeticky efektívnejšie ako používanie tradičných metód, musí podstúpiť špecializovanú údržbu, ktorá ovplyvňuje celkové výdavky. Laserové zvárané zariadenie má prevádzkové náklady kvôli svojim spotrebným častiam a verejným službám spotrebovaným pri prevádzke. Laserové zváračské stroje musia byť pravidelne kalibrované pre optimálne fungovanie, avšak to tiež zvyšuje náklady na údržbu.
Výrobné výhody
Rýchle vlastnosti mechanizmu laserového zvárania umožňujú obrovské úspory v čase spracovania - to je čas zapojený do spracovania každej časti. Použitie priemyselného zváraču laserom vedie k zníženiu množstva dodatočného spracovania po zváraní, pretože laser poskytuje presnú reguláciu tepla. S automatizovanými laserovými zváracími strojmi dochádza k významnému zníženiu pôrodu a zvýšením produktivity.
Dlhodobá hodnota
Počiatočné investície zvárania laserového lúča sú vysoké, ale eskalácia v produktivite a kvalite ich robí nákladovo efektívnymi. S používaním profesionálneho zváraču laserom tiež minimalizuje použitie materiálov a dosahuje lepšiu konzistenciu vyrábaných dielov. Technológia laserového zvárania dopĺňa rôzne výrobné procesy, a tak zlepšuje ich výnosy.
Ktoré odvetvia sú najvhodnejšie pre laserové zvárače?
Aplikácie v automobilovom priemysle
Výroba orgánov vozidla
Príchod automobilových laserových zváracích systémov zmenil tradičné metódy zostavovania telies automobilov v prostrediach hromadnej výroby tým, že umožnil vysokorýchlostné nepretržité zváranie telových panelov. Sledovanie strojov z zváračov s laserom umožňuje presne spojiť prvky vyrobené z galvanizovanej ocele s ich hliníkovými náprotivkami. Proces zvárania laserového lúča eliminuje skreslenie viditeľného švu tela, ako aj prvkov štruktúry.
Komponenty výkonového vlaku
Priemyselné laserové zvárače výrazne uľahčujú výrobu vysoko presných prenosových prevodových stupňov a častí motora určené na to, aby sa zmestili. Vďaka aplomblu laserové zváracie zariadenie udržuje teplo lokalizované, takže citlivé teplo, ktoré ovládajú časti hnacej sústavy, sa nezmluvujú. Priemyselné zváracie systémy v priemyselnej triede vykonávajú prenikavé zvary s vysokým pracovným cyklom uskutočniteľné pre hnacie ústrojenstvo.
Bezpečnostné systémy
Napríklad pneumatické zváranie zadku energie pre bezpečnostné systémy airbagov je jednou z aplikácií, kde laserové zváracie zariadenia prinášajú odolné kĺby. Ak ide o technológiu laserového zvárania, pri zostavovaní brzdového systému sa nedosiahne nič iné ako dokonalosť. Pokročilé laserové zváracie systémy umožňujú automatickú výrobu systému bezpečnostných pásov.
Riešenia pre elektroniku
Zostava obvodu
Vďaka technologickému pokroku sa na afix mikroskopických spojov v zostave elektronického obvodu používa presný laserový zvárací stroj. Proces erózie zvárania laserového lúča umožňuje bezkontaktné spojenie krehkých elektronických častí. Akýkoľvek najlepší zvárač laserových vĺn pre nadmerné aplikácie zaisťuje, že na citlivé materiály sa neuplatňujú tepelné napätia.
Výroba batérií
Priemyselné laserové zvárače vyrábajú hermetické tesnenia v kolesách batériových buniek. Ostré zaostrenie laserového zvárania laserového zvárania bránia proti ohrozeniu jemných materiálov, ktoré vytvárajú batériu. Duálny laserový zváračský systém umožňuje rýchlo vyrobiť zostavu batérie.
Spotrebiteľská elektronika
Zariadenie z zvárania laserom umožňuje poskytovať krásne zvary na krytoch telefónu a tablet. Zváracie zariadenie laserového lúča umožňuje zostavenie veľmi malých častí v kryte. Laserové zvárače súčasnej generácie sú schopní reprodukovať kvalitu konzistentnú s hromadnou výrobou pri výrobe elektroniky.
Integrácia s leteckým priestorom
Komponenty lietadla
Letecké systémy, ktoré zahŕňajú laserové zváracie stroje, sa využívajú na spojenie ľahkých zliatin s vysokým stupňom sily. Presnosť laserového zváracieho stroja zahŕňa bezpečnostné kritické normy v dôsledku povahy zostavy lietadiel. Priemyselné laserové zváracie stroje sú schopné vykonávať zvary s komplexnou geometriou v časti turbíny.
Vesmírna technológia
Kvalitné laserové zváracie stroje sa tiež používajú pri slávnostnom zostavovaní kĺbov satelitov. Proces výroby laserového zvárania zaručuje tvorbu zapečatených konektorov v častiach prepojenia kozmickej lode. Podľa trendov v moderných technológiách sa laserové zváracie stroje používajú na poskytovanie vysoko kvalitného výkonu aj za tvrdých podmienok v oblasti letectva.
Údržba
Diely letectva môžu byť kozmiticky laserové opravené pomocou týchto laserových zváracích strojov. Technológia laserového zváracieho stroja tiež pomáha pri automatizácii postupov údržby. Je bežné nájsť ostrovy oblúkových volfrámov v laserových zváraných strojoch zdobené certifikovanými opravami kvality.
Základné tipy na údržbu systému laserového zvárania
Denná kontrola optického systému
Kvalita lúča je nepochybne do značnej miery určená pravidelnou kontrolou optických prvkov laserového zváracieho zariadenia. Ochranné okná, šošovky, zrkadlá a iné prvky by sa mali skontrolovať na kontamináciu, škrabance alebo škody na povlakoch. Takéto komponenty by sa mali čistiť s ohľadom na špecializované materiály a spôsoby čistenia. Nepríjemná optická cesta poskytuje najlepšie možné dodanie laserových trámov, čo bráni zhoršovaniu zvaru. Kvalita laserového zvárania tiež do značnej miery závisí od čistoty optického systému laserového zvárača.
Monitorovanie chladiaceho systému
Je dôležité, aby chladiaci systém začlenený do laserových zváračských strojov bol vždy v dobrom pracovnom stave, ak sa má zachovať konzistentnosť v prevádzke. Hladiny chladičov, prietoky a teploty sa majú kontrolovať každý deň. Ostatné kontroly, ako je kontrola únikov, kontrola tlaku a hodnotenie kvality chladiacej kvapaliny, sa vykonávajú mesačne. Kontaminácii systému by sa malo vyhnúť pravidelným čistením alebo zmenou systémových filtrov. Chladiace možnosti laserového zváracieho zariadenia majú priamy vplyv na hornú stabilitu svetla a životnosť komponentov.
Rutinná kalibrácia napájacích zdrojov
Využitie napájania laserového zváracieho stroja by malo byť pod kontrolou a podľa potreby upravené pre rovnomernú distribúciu energie. Skontrolujte tiež stabilitu napätia každé tri mesiace, reguláciu prúdu a režimy impulzu. Každé hodnotenie výkonu by sa malo zaznamenať a analyzovať na základe predchádzajúcich údajov. Zariadenie na zváranie priemyselných laserov vyžaduje presnú korekciu energie, aby sa zabezpečila rovnaká kvalita pri každom zvaru. Včasná kalibrácia zariadenia sa vyhýba zmene parametrov zvárania.
Údržba systému dodávky lúča
Skontrolujte rôzne komponenty systému dodávky zvárania laserového lúča, napríklad optiku vlákien a kĺbové ramená, či už sú poškodené alebo nesprávne umiestnené. Mesačne skontrolujte charakteristiky lúča, ako aj jeho pozíciu zaostrenia. Komponenty dodávok výkonného lúča podľa odporúčaní výrobcu. V prípade laserového zváracieho zariadenia musí lúč zostať rovno, aby fungoval správne.
Pomôžte overovaní systému plynu
Uistite sa, že správne fungovanie systému asistenčného plynu laserového zváraču umožňuje správnu ochranu zvaru. Monitorujte tlak plynu a prietoky a stav dýzy denne. Zmeňte filtre a zabezpečte, aby sa dodávkové vedenia pravidelne čistili. Udržiavajte pokyny na čistenie plynu a mieru ich spotreby. Systém asistencie zváracieho lasera má vplyv na kvalitu zvaru a zároveň chráni oblasť zvaru pred oxidáciou.
## Ako vybrať najvhodnejší laserový zvárací systém
Hodnotenie požiadaviek na kvalitu energie a lúča
Je nevyhnutné definovať požiadavky na energiu vášho laserového zváracieho stroja ako funkciu pracovného materiálu a jeho hrúbky. Efektívne priemyselné zvárače sa nachádzajú v rozsahu 2 kW až 20 kW, systém s vysokým výkonom umožňuje väčšiu penetráciu hĺbky laserového lúča. Kvalita zvaru laserového zváracieho zariadenia M⊃2; Faktor tiež určuje schopnosť zamerať lúč.
Rozhodnite sa pre technológiu správnej vlnovej dĺžky
Pri zváraní laseru využívajte rôzne zariadenia podľa absorpčných charakteristík materiálov. Zvárače vlákien (1,06 µm) sú účinné pre kovy, najmä pre ťažšie spolupracovateľné, reflexné kovy, ako je hliník a meď. V porovnaní s tým, že systémy CO2 laserového zvárania (10,6 um) sú výhodnejšie pre nekov a organické látky vyrobené človekom.
Berte do úvahy aspekty automatizácie a kontroly
Súčasné systémy pre laserové zváranie umožňujú všetku vyššie uvedenú automatickú integráciu. Riadiace rozhranie laserového zváračského stroja by malo byť schopné potrebného programovania. Nezabudnite požiadať o profesionálne laserové zváracie vybavenie so schopnosťou monitorovania a kontroly kvality v priebehu procesu.
Analyzovať celkové náklady na vlastníctvo
Vyhodnoťte kompletné investície do zariadenia zváracieho laserového zvárania vrátane:
Počiatočné náklady a inštalácia zariadenia
Prevádzkové náklady (energia, plyny, spotrebný materiál)
Požiadavky na údržbu a servisné zmluvy
Potreby školenia a certifikácie operátora
Úpravy a požiadavky na bezpečnosť zariadenia
Ste pripravení pozdvihnúť svoje laserové zváracie schopnosti?
Tím MFG sa špecializuje na presné stroje CNC a profesionálne laserové zváracie systémy. Náš odborný tím poskytuje prispôsobené laserové zváracie riešenia podporované 15+ rokmi výrobnej dokonalosti. Či už potrebujete vysoko výkonné priemyselné laserové zvárače pre nepretržitú výrobu alebo špecializované laserové zváracie stroje pre presné aplikácie, poskytujeme komplexnú podporu od výberu po implementáciu.
Transformujte svoju výrobnú efektívnosť pomocou technológie Advanced Laser Welding Technology MFG!
Často kladené otázky (FAQ)
Otázka: Dokážete objasniť viac svetla na rozdiely medzi laserovým zváraním a zváraním pomocou oblúka?
Laserový zvárač pracuje tým, že zaostruje laserový lúč, aby vytvoril teplo v konkrétnom bode, ktorý poskytuje úzke a hlboké zvary, ktoré spôsobujú menšie skreslenie okolitého spojenia. Na druhej strane, zváranie ARC vždy poskytuje väčšie oblasti tepla a je zapojené použitie výplne.
Otázka: Aké faktory by som mal zvážiť pri určovaní vhodnej laserovej sily pre moju aplikáciu zvárania?
Pokiaľ ide o zváranie laserového lúča, výber energie je ovplyvnený hrúbkou a typom materiálov, ktoré sa majú spojiť, ako aj potrebným prienikom zvaru. Tenké listy sú zvyčajne pod 2 mm, ktoré zvyčajne vyžadujú vstupný výkon medzi rozsahom 1 2 kW, zatiaľ čo laserové zváracie systémy pre hrubé materiály, ktoré sú viac ako 5 mm, vyžadujú 4 20 kW systémy.
Otázka: Aké materiály možno spracovať pomocou laserového zváracieho stroja?
Systém priemyselného zvárania laserom je schopný zvárať väčšinu kovov, ktoré zahŕňajú ocele, hliník, titán a dokonca aj systémy založené na nikle. Tiež moderné laserové zvárače kombinujú rôzne kovy, ak sú nastavené správne parametre.
Otázka: Prečo mám variácie v kvalite zvarov vyrobených s mojím laserovým zváracím zariadením?
Najčastejšie príčiny sú: Dirty Optics, User Liscus, nekonzistentný asistenčný tok plynu a vyčerpanie spotrebného materiálu laserového zváracieho stroja. Ak si udržujete dobre udržiavaný laserový zvárač, malo by sa zakaždým spoľahlivo vykonávať.
Otázka: Aké bezpečnostné opatrenia by som mal prijať pri používaní laserových zváračských strojov?
Pri vykonávaní laserového ovládania akéhokoľvek typu je povinné mať uzavreté pracovné stanice, špeciálne laserové ochranné okuliare s príslušnými materiálmi a príslušenstvom, ventiláciou a vyškoleným personálom, ktorí dodržiavajú bezpečnostné postupy pre používanie laserových zváračov.
Otázka: Ako môžem vyčistiť diagramy optických častí laserového zváracieho zariadenia?
Skontrolujte optiku laserového zváracieho stroja každý deň, kde nájdete akýkoľvek prach a nečistoty. Utrite okná zaprášené krytiny raz týždenne a mesačne vykonajte údržbu celého optického systému. Postupujte podľa odporúčaní výrobcu laserového zváraču, pokiaľ ide o výmenu komponentov vo vašom laserovom zváraní.
Otázka: Aké funkčné aspekty zvárania laserového lúča by som mal sledovať?
Pozrite sa na energiu, ohniskovú polohu, rýchlosť cestovania, prietok plynu a uhol laserového zváracieho zariadenia. Väčšina nových systémov zvárania laserom umožňuje monitorovanie týchto parametrov v reálnom čase.
