Framstegen inom precisionsprocesser som kallas lasersvetsningsteknik är en stegförändring och har omvandlat tillverkning i alla sektorer. Jämfört med traditionella processer ger industriella lasersvetsningssystem precision, hastighet och kvalitetskontroll som inte kan uppfyllas av någon annan metod. Med den fortsatta utvecklingen av fiberlasrar, automatiska styrsystem och introduktionen av Industry 4.0 är LAR -marknaden fortfarande på väg upp ...
Denna artikel är inriktad på de grundläggande principerna för lasersvetsning, val av lasersvetsningsapparat, metoder för lasersvetsning, krav för underhåll av lasersvetsning och lasersvetsning i industrin, vilket gör det möjligt för lasersvetsade system att förbättra lasersvetsningsprocesserna till den mest effektiva och optimala kvaliteten.
Vad är lasersvetsning?
Förstå lasersvetsning av grundläggande
Lasersvetsning är en sammanfogningsprocess som bäst använder tekniken för laserstrålar för att bilda starka och exakta metallsömmar. Metallstrålens svetssystem använder lasrar för att bränna ett litet område till temperaturer över 10 000 ° C för att smälta ytor och kombinera dem. Till skillnad från den klassiska proceduren bildar denna avancerade svetslaserteknik en djup, smal svetssöm med mindre omfattande områden med uppvärmd basmetall.
Typer av lasersvetsmaskin
CO2 -lasersvetsare
Maskinerna för svetsning med koldioxidlasrar arbetar i det infraröda området med en våglängd av 10,6 um vilket är lämpligt för sammanfogning av tjocka material. Djupa penetrationsapplikationer är vanliga plats och därmed är dessa system mer lämpade för höga branscher. CO2 -lasersvetsutrustningen har förmågan att hög effekt samtidigt som god energiabsorption i metaller.
Lasersvetsare
Lasersvetsningssystem för fast tillstånd utöver en fiberlaservetsare arbetar vid några centimeter över de linjära metriska regionerna och verkstadsutrymmen, vid våglängder, till exempel cirka 1,06 mikron. Dessa enheter har goda egenskaper hos lasstrålen och används för tekniska ändamål där noggrannheten för lasersvetsmaskinerna utförs bättre. Deras lilla storlek och förmågan att forma ett pulsprogram på ett givet sätt gör att du kan ställa in små värden på värmeinmatning för lasersvetsoperationerna.
Komponenter i lasersvetsare
Resonatorsystem
Resonatorhålan är där lasermediet, gasen eller kristallen lagras. Det är också punkten där laserskottet börjar. Detta är den primära enheten som definierar de grundläggande egenskaperna för laserutgången.
Optiska komponenter
På senare tid har svetsare kraftfulla optiska system, t.ex. linser, speglar och strålleveranssystem som är ansvariga för positionering och fokusering av laserstrålen. De gör det möjligt att kontrollera och placera laserstrålen.
Kontroll- och supportsystem
Sådana avancerade lasersvetsmaskiner är utrustade med kylvätskor, motoriserade rörelser och säkerhetsskydd. Matningssystemen består av antingen fiberoptik eller ledade spegelarmar och fokuseringsoptiken riktar energin till ytan på arbetsstycket.
Hur fungerar lasersvetsningsprocessen?
Laserstråle -produktionsprocess
Den nuvarande lasersvetsningsapparaten börjar operationerna med generering av en kraftfull laserstråle inuti resonatorhålan. När det gäller lasersvetsmaskinens arbete med att bilda laserstrålen, är ett lasande medium som kan vara gasmolekyler i CO2-lasersvetsare eller kristallgitterstrukturer i stämningsstatslaser antingen av elektrisk energi eller med lätt energi. En mer avancerad metod för lasersvetsning skapar sammanhängande ljus med laserfokus eller en serie lasrar, som kan ge kraftdensiteter så extrema som 1 mW/cm² i industriella lasersvetsmaskiner. Svetsmaskinen konverterar den medföljande elektriska energin effektivt och exakt till lätt energi.
Strålfokus och kontroll
Förbättrad leverans av laserstrålen
Sofistikerad lasersvetsningsapparat innehåller lätt justerbara speglar och fiberoptiska kablar som hjälper till att rikta svetslaserstrålen. Lasersvetsmaskiner integrerar vattenkylningssystemet för de optiska delarna för att upprätthålla stabilitet i strålprofil under långa arbetsperioder.
System som förbättrar laserfokuseringsprecision
Inuti fokuseringshuvudet på en lasersvetsmaskin låg några optik utformade för att blanda och fokusera laserenergin på en viss plats, denna plats är vanligtvis cirka 0,2 - 0,6 millimeter i diameter. Avancerade lasersvetsstyrningssystem varierar laserens brännvidd och svetsstrålens vinkel för effektiv penetrering av svetsen.
Kontroll av processparametrar
Svetslaserstrålsvetsningslasersvetsarparametrar inkluderar effektdensitet, fläckstorlek, strålläge, etc. Den moderna lasersvetsningen har maskinerna inbyggda system som tillåter övervakning av sådana parametrar i realtid för svetskvalitetskonsistens.
Svetspoolbildning
Värmeproduktionsteknik
När den fokuserade strålen på lasersvetsapparaten slår ytan på arbetsstycket, upphettas materialet snabbt till smältpunkten. Den starka koncentrationen av energi som genereras genom användning av en industriell lasersvetsare producerar temperaturer över förångningspunkten för att materialet svetsas.
Metallfusionsmekanism
Djup penetrationssvetsning är möjlig med nyckelhålssvetseffekten, varvid ångtrycket håller ett hål i materialet. Så att, medan lasersvetsningsapparaten går framåt längs svetspåret, smält poolmetall som cirkulerar runt nyckelhålsregionen och fryser ut den smala svetsen i en stark bindning.
Stelningskontrollprocess
I laserstrålsvetsning styrs kylningshastigheter och stelningsmönster av både pulsformning och strålmanipulationsfunktioner för lasersvetsaren för att säkerställa optimal mikrostrukturutveckling i svetzonen.
Vad är lasersvetsningens fördelar och nackdelar?
Fördelar med tillverkning
Prestanda av hög precision
Lasersvetsmaskiner kan göra mycket exakta svetsar eftersom strålfläckarna som de arbetar med kan vara så små som 0,2 mm. Det högkvalitativa lasersvetsningssystemet koncentrerar energi, med små termiska effektzoner som tillåter svetsen med modermetallerna att inte snedvrida. Industriella lasersvetsare gör det möjligt att ha djupa, smala penetrationssvetsar som inte är möjliga med de vanliga svetsmetoderna.
Produktionseffektivitet
Moderna lasersvetsmaskiner möjliggör svetshastighet på över 10 m/min, mycket överlägsen jämfört med de gamla processerna. Kontrollsystemen för lasersvetsaren tillåter processen att göras kontinuerligt med lite operatörer uppmärksamhet på maskinen. Aktuella lasersvetsningsteknologier överväger rörliga multi -axlar som möjliggör sofistikerade svetsoperationer.
Kvalitetsförbättring
Laserstrålens svetsprocess skapar rena estetiskt stora svetsar med lite sprut. Lasersvetsmaskiner sätter en dator vid rodret på maskinen och möjliggör därmed en lasersvetsning av hög kvalitet vid upprepning. Tekniken för svetslaser hjälper till att hantera mängden värme som överförs till arbetsstycket.
Processbegränsningar
Inledande investeringsöverväganden
Lasersvetsningssystem är kapitalintensiva när det gäller upphandling av utrustning. Precisionslasersvetsutrustningen kommer också att kräva regelbunden service och till och med utbyte av delar. Det är också dyrt i att det tar lång tid att utbilda operatörer av lasersvetsmaskiner.
Tekniska begränsningar
Industriella lasersvetsare har en begränsning när det gäller mycket reflekterande material som koppar och aluminium. Betydande försiktighet måste vidtas för att inte förorena lasersvetsutrustningen och särskilt strålleveranssystemet. Vissa material kan inte kombineras för svetsning med laserstråle eftersom det innebär svårigheter i leddesign.
Driftskrav
Professionell lasersvetsutrustning är laser som alla arbetsstycken eller arbetsstycken, mycket krävs noggrannheten. Driften av en lasersvetsare innebär strikt säkerhetskrav på grund av användning av högeffekt. Högdrivna avancerade lasersvetsningssystem är också känsliga och kräver en korrekt hanterad miljö för att fungera effektivt.
Kostnad för prestationsanalys
Driftskostnader
Även om lasersvetsutrustning är mer energieffektiv än att använda traditionella metoder, måste den genomgå specialiserat underhåll som påverkar de totala utgifterna. Den lasersvetsade enheten har driftskostnader på grund av sina förbrukningsdelar och de verktyg som konsumeras i operationen. Lasersvetsmaskinerna måste kalibreras regelbundet för optimal funktion, men detta ökar också kostnaden för underhåll.
Produktionsfördelar
De snabba egenskaperna hos mekanismen för lasersvetsning möjliggör enorma besparingar i bearbetningstiden - det är tiden som är involverad i bearbetning av varje del. Användningen av den industriella lasersvetsaren resulterar i att sänka mängden ytterligare bearbetning efter svetsning eftersom lasern ger exakt värmekontroll. Det finns också en betydande minskning av arbetet med de automatiserade lasersvetsmaskinerna såväl som produktivitetsökningen.
Långsiktigt värde
Laserstrålsvetsning Jämförande initiala investeringar är höga men eskalering i produktivitet och kvalitet gör dem kostnadseffektiva. Med användning av professionell lasersvetsare minimerar också användningen av material och uppnår bättre konsistens hos tillverkade delar. Lasersvetsningstekniken kompletterar en mängd olika tillverkningsprocesser förbättrar således avkastningen.
Vilka branscher är bäst lämpade för lasersvetsare?
Applikationer i fordon
Tillverkning av fordon
Tillkomsten av fordonslasersvetsningssystem har förändrat de traditionella metoderna för att montera bilkroppar i massproduktionsmiljöer genom att tillåta kontinuerlig svetsning av hög hastighet av kroppspaneler. State of the Art Laser Welder -maskiner gör det möjligt att gå med i element av galvaniserat stål med sina motsvarigheter till aluminium. Laserstrålens svetsprocess eliminerar distorsion av synlig kroppssöm samt strukturelement.
Krafttågkomponenter
Industriella lasersvetsare underlättar i hög grad tillverkningen av växellådor med hög precision och motordelar som är avsedda att passa ihop. Med aplomb håller lasersvetsutrustningen värmen lokaliserad så att känslig, värmestyrande delar av drivlinan inte varp. Industriell lasersvetsningssystem utför penetrerande svetsar med hög arbetscykel som är möjliga för drivlinor.
Säkerhetssystem
Exempelvis är pneumatisk energikontroll Svetsning för säkerhetskrocksystem en av applikationerna där lasersvetsanordningar medför hållbara leder. Om det är lasersvetsningsteknik uppnås inget annat än excellens vid montering av bromssystemet. Avancerade lasersvetsningssystem möjliggör automatisk tillverkning av säkerhetsbältesystemet.
Lösningar för elektronik
Kretskort
Med de tekniska framstegen används en precisionslasersvetsmaskin för att avskaffa mikroskopiska leder inom en elektronisk kretsenhet. Erosionsprocessen för laserstrålsvetsning möjliggör icke-kontaktförening av bräckliga elektroniska delar. Alla bästa laservågsvetsare för övergjutna applikationer säkerställer att termiska spänningar inte appliceras på de känsliga materialen.
Batteritillverkning
Industriella lasersvetsare gör hermetiska tätningar i höljen av batterifattor. Advanced Laser Welding Equipment: s skarpa fokus försvarar mot att kompromissa med de känsliga materialen som gör batteriet. Dubbel Laser Welder System gör det möjligt att snabbt tillverka en batteripaket.
Konsumentelektronik
Lasersvetsutrustning gör det möjligt att tillhandahålla vackra svetsar på telefon- och surfplattor. Laserstrålens svetsmaskiner möjliggör montering av mycket små delar i ett hus. Nuvarande generationslasersvetsare kan reproducera kvalitet som är förenliga med massproduktionen vid tillverkning av elektronik.
Integration med flyg-
Flygkomponenter
Flyg- och rymdsystem som inkluderar lasersvetsmaskiner används för att förena lätta legeringar med hög styrka. Precisionen i lasersvetsmaskinen innehåller säkerhetskritiska standarder på grund av flygplanets natur. Industriella lasersvetsmaskiner kan utföra svetsar med komplex geometri inom turbindelar.
Rymdteknik
Lasersvetsmaskiner av hög kvalitet används också i fogens monteringsceremoni för satelliter. Lasersvetstillverkningsprocessen garanterar bildning av förseglade anslutningar i gränssnittsdelar av ett rymdskepp. Efter trenderna inom modern teknik används lasersvetsmaskiner för att leverera högkvalitativa prestanda även under hårda förhållanden inom flygplatsen.
Underhållsverksamhet
Flyg- och rymddelar kan vara cosmitiskt laser reparerade med hjälp av dessa lasersvetsmaskiner. Lasersvetsmaskinstekniken hjälper också till att automatisera underhållspraxis. Det är vanligt att hitta gasbågsöar i lasersvetsmaskiner dekorerade med certifierade kvalitetsreparationer.
Viktiga tips för underhåll av lasersvetsningssystem
Daglig inspektion av optiskt system
Utan tvekan bestäms balkens kvalitet i stor utsträckning av den regelbundna inspektionen av de optiska elementen i lasersvetsutrustningen. Skyddsfönster, linser, speglar och andra element bör inspekteras för kontaminering, repor eller skador på beläggningar. Sådana komponenter bör rengöras med vederbörlig hänsyn till de specialiserade materialen och rengöringssätten. En obemärkt optisk väg ger bästa möjliga leverans av laserstrålar, vilket förhindrar försämringen av svetsen. Kvaliteten på lasersvetsning beror också till stor del på renheten i det optiska systemet hos lasersvetsaren.
Kylsystemövervakning
Det är viktigt att kylsystemet som ingår i lasersvetsmaskiner är i gott skick hela tiden, om konsistensen i drift ska upprätthållas. Kylningsnivåer, flödeshastigheter och temperaturer ska kontrolleras dagligen. Andra kontroller som att inspektera för läckor, kontrollera tryck och utvärdering av kylvätskekvalitet görs varje månad. Systemkontaminering bör undvikas genom regelbunden rengöring eller byte av systemfilter. Kylfunktioner för lasersvetsutrustning har en direkt effekt på ljusets översta stabilitet och komponenternas livslängd.
Rutinkalibrering av strömförsörjning
Användning av strömförsörjningen av lasersvetsmaskinen ska vara under kontroll och justeras vid behov för jämn distribution av energi. Kontrollera också stabiliteten i spänningen var tredje månad, regleringen av ström och pulssätten. Varje strömbetyg bör registreras och analyseras mot de tidigare avläsningarna. Industriell lasersvetsutrustning kräver exakt kraftkorrigering för att säkerställa samma kvalitet med varje svets. Snabb kalibrering av utrustningen undviker förändringen i svetsparametrarna.
Underhåll av strålleveranssystemet
Kontrollera de olika komponenterna i laserstrålens svetsleveranssystem, till exempel fiberoptiken och de ledande armarna om de är skadade eller felaktigt placerade. Kontrollera strålen på strålen såväl som dess fokusposition. Executive Beam Leveranskomponenter enligt tillverkarens rekommendationer. För lasersvetsutrustning måste strålen förbli rak för att den ska fungera korrekt.
Hjälp gassystemverifiering
Se till att Laser Welder's Assist Gas System ska fungera korrekt för att möjliggöra korrekt svetsskydd. Övervaka gastrycket och flödeshastigheterna och munstyckets tillstånd dagligen. Ändra filtren och se till att leveranslinjerna rengörs regelbundet. Behåll riktlinjer för gasrening och deras konsumtionsnivåer. Hjälpgassystemet för en svetslaser påverkar kvaliteten på svetsen och skyddar samtidigt svetsområdet från oxidation.
## Hur man väljer det mest lämpliga lasersvetsningssystemet
Bedöma kraft- och strålkvalitetskrav
Det är viktigt att definiera kraftkraven för din lasersvetsmaskin som en funktion av arbetsmaterialet och dess tjocklek. Effektiva industriella svetsare finns i 2 kW till 20 kW räckvidd, högeffektsystem möjliggör mer djup penetrering av laserstrålen. Svetskvaliteten på lasersvetsutrustning M⊃2; Faktor bestämmer också förmågan att fokusera strålen.
Välj rätt våglängdsteknik
Använd olika enheter när lasersvetsning enligt absorptionsegenskaperna hos material. Fiberlasersvetsare (1,06 um) är effektiva för metaller, särskilt för svårare att arbeta med, reflekterande metaller som aluminium och koppar. Jämförelsevis är CO2-lasersvetsningssystem (10,6 um) mer att föredra för icke-metaller och konstgjorda organiska ämnen.
Ta hänsyn till automatiserings- och kontrollaspekter
De moderna systemen för lasersvetsning möjliggör all ovannämnda automatisk integration. Kontrollgränssnittet för lasersvetsmaskinen bör kunna den nödvändiga programmeringen. Glöm inte att be om professionell lasersvetsutrustning med kapacitet för övervakning och kvalitetskontroll under processen.
Analysera den totala ägandekostnaden
Utvärdera de kompletta investeringarna i lasersvetsenheten, inklusive:
Inledande utrustningskostnad och installation
Driftskostnader (energi, gaser, förbrukningsvaror)
Underhållskrav och serviceavtal
Operatörsutbildning och certifieringsbehov
Anläggningsändringar och säkerhetskrav
Redo att höja dina lasersvetsfunktioner?
Team MFG är specialiserat på Precision CNC -maskiner och professionella lasersvetsningssystem. Vårt expertteam levererar anpassade lasersvetsningslösningar med stöd av 15+ års tillverkning av excellens. Oavsett om du behöver högeffekt industriell lasersvetsare för kontinuerlig produktion eller specialiserade lasersvetsmaskiner för exakta applikationer, ger vi ett omfattande stöd från urval till implementering.
Förvandla din produktionseffektivitet med Team MFG: s Advanced Laser Welding Technology!
Vanliga frågor (vanliga frågor)
F: Kan du kasta mer ljus på skillnaderna mellan lasersvetsning och svetsning med båge?
En lasersvetsare arbetar genom att fokusera laserstrålen för att generera värme vid en specifik punkt som ger smala och djupa svetsar som orsakar mindre snedvridning till den omgivande sammanfogningen. Å andra sidan ger bågsvetsning alltid större värmeområden och användningen av påfyllningstråd är involverad.
F: Vilka faktorer ska jag tänka på när jag bestämmer lämplig laserkraft för min svetsapplikation?
När det gäller laserstrålsvetsning påverkas kraftvalet av tjockleken och typen av material som ska förenas samt den nödvändiga svetspenetrationen. Tunna ark är vanligtvis under 2 mm, vilket vanligtvis kräver ingångseffekten mellan 1 2 kW -intervall medan lasersvetsningssystem för tjocka material som är mer än 5 mm kräver 4 20 kW -system.
F: Vilka material kan arbetas med en lasersvetsmaskin?
Det industriella lasersvetsningssystemet kan svetsa de flesta metaller som inkluderar stål, aluminium, titan och till och med nickelbaserade system. Även moderna lasersvetsare kombinerar olika metaller om rätt parametrar är inställda.
F: Varför har jag variationer i kvaliteten på svetsar som produceras med min lasersvetsutrustning?
De vanligaste orsakerna är: smutsig optik, användarfokus, icke -konstant assistentgasflöde och utarmning av förbrukningsvaror i lasersvetsmaskinen. Om du håller din lasersvetsare väl underhållen bör den fungera pålitligt varje gång.
F: Vilka försiktighetsåtgärder ska jag vidta när jag använder lasersvetsmaskiner?
När du utför laserutövning av någon typ är det obligatoriskt att ha slutna arbetsstationer, speciella laserskyddsglas med lämpliga material och beslag, ventilation och utbildad personal som följer säkerhetsmetoder för användning av lasersvetsare.
F: Hur rengör jag de optiska delar diagrammen för lasersvetsutrustningen med olika intervaller?
Kontrollera lasersvetsmaskinens optik varje dag för damm och smuts. Torka av de dammiga täckfönstren en gång i veckan och genomföra underhåll av hela optiska systemet på månadsbasis. Följ rekommendationerna från Laser Welder's Manufacturer när det gäller att ersätta komponenterna i din lasersvetsare.
F: Vilka funktionella aspekter av laserstrålsvetsning ska jag hålla reda på?
Titta på kraften, fokalpositionen, reshastigheten, hjälpa gasflödet och vinkeln på lasersvetsanordningen. De flesta av de nya lasersvetsningssystemen gör det möjligt att övervaka dessa parametrar i realtid.
