Základní proces laserového svařování spočívá v zaostření laserového paprsku na oblast spoje mezi dvěma materiály pomocí optického systému. Když se paprsek dotkne materiálů, přenese svou energii, čímž rychle zahřeje a roztaví malou oblast.
1. Co je to laserový svařovací stroj?
Laserový svařovací stroj je průmyslový nástroj, který využívá laserový paprsek jako koncentrovaný zdroj tepla ke spojování více materiálů dohromady.
Mezi klíčové vlastnosti laserových svařovacích strojů patří:
1. Laserový zdroj:Většina moderních laserových svářeček používá laserové diody v pevné fázi, které produkují vysoce výkonný laserový paprsek v infračerveném spektru. Mezi běžné laserové zdroje patří CO2 lasery, vláknové lasery a diodové lasery.
2. Optika:Laserový paprsek prochází řadou optických komponentů, jako jsou zrcadla, čočky a trysky, které přesně zaostřují a směrují paprsek do oblasti svaru. Teleskopická ramena nebo portály umisťují paprsek do správné polohy.
3. Automatizace:Mnoho laserových svářeček je vybaveno integrací počítačového numerického řízení (CNC) a robotiky pro automatizaci složitých svařovacích vzorů a procesů. Programovatelné dráhy a zpětnovazební senzory zajišťují přesnost.
4. Monitorování procesů:Integrované kamery, spektrometry a další senzory monitorují proces svařování v reálném čase. Jakékoli problémy s vyrovnáním paprsku, průvarem nebo kvalitou lze rychle odhalit a řešit.
5. Bezpečnostní blokování:Ochranné kryty, dvířka a tlačítka nouzového zastavení chrání obsluhu před vysoce výkonným laserovým paprskem. Blokovací zařízení laser vypne, pokud dojde k porušení bezpečnostních protokolů.
Stručně řečeno, laserový svařovací stroj je počítačem řízený, průmyslový přesný nástroj, který využívá zaostřený laserový paprsek pro automatizované, opakovatelné svařovací aplikace.
2. Jak funguje laserové svařování?
Mezi klíčové fáze procesu laserového svařování patří:
1. Generování laserového paprsku:Pevnolátková laserová dioda nebo jiný zdroj produkuje infračervený paprsek.
2. Dodání paprsku: Zrcadla, čočky a tryska přesně zaostřují paprsek na úzké místo na obrobku.
3. Ohřev materiálu:Paprsek rychle zahřívá materiál s hustotou blížící se 106 W/cm2.
4. Tavení a spojování:V místě, kde se materiály spojují, se vytvoří malá tavenina. Jak lázeň tuhne, vzniká svarový spoj.
5. Chlazení a opětovné tuhnutí: Svařovaná oblast se ochlazuje vysokou rychlostí nad 104 °C/s, čímž vzniká jemnozrnná, kalená mikrostruktura.
6. Postup:Paprsek se pohybuje nebo se díly přemisťují a proces se opakuje, aby se dokončil svar. Lze také použít inertní ochranný plyn.
Stručně řečeno, laserové svařování využívá intenzivně zaostřený laserový paprsek a řízené tepelné cyklování k vytváření vysoce kvalitních svarů s nízkým tepelným vlivem.
Poskytli jsme užitečné informace o laserových svařovacích strojích
A také řešení na míru pro vaši firmu
3. Je laserové svařování lepší než MIG?
Ve srovnání s tradičními svařovacími procesy v inertním plynu (MIG)...
Laserové svařování nabízí několik výhod:
1. Přesnost: Laserové paprsky lze zaostřit na malý bod o velikosti 0,1–1 mm, což umožňuje velmi přesné a opakovatelné svary. To je ideální pro malé díly s vysokou tolerancí.
2. Rychlost:Rychlost svařování laserem je mnohem vyšší než u MIG, zejména u tenčích vrstev. To zvyšuje produktivitu a zkracuje dobu cyklů.
3. Kvalita:Koncentrovaný zdroj tepla vytváří minimální deformace a úzké tepelně ovlivněné zóny. Výsledkem jsou silné a vysoce kvalitní svary.
4. Automatizace:Laserové svařování lze snadno automatizovat pomocí robotiky a CNC. To umožňuje složitější vzory a lepší konzistenci oproti ručnímu MIG svařování.
5. Materiály:Lasery dokáží spojovat mnoho kombinací materiálů, včetně svarů více materiálů a rozdílných kovů.
Nicméně, MIG svařování máněkteré výhodypřes laser v jiných aplikacích:
1. Náklady:MIG zařízení mají nižší počáteční investiční náklady než laserové systémy.
2. Silnější materiály:MIG je vhodnější pro svařování silnějších ocelových profilů nad 3 mm, kde může být absorpce laseru problematická.
3. Ochranný plyn:MIG používá k ochraně svařované oblasti štít inertního plynu, zatímco laser často používá utěsněnou dráhu paprsku.
Takže shrnuto, laserové svařování je obecně preferováno propřesnost, automatizace a kvalita svařování.
MIG však zůstává konkurenceschopný ve výroběsilnější měřidla za dostupnou cenu.
Správný postup závisí na konkrétní svařovací aplikaci a požadavcích na díl.
4. Je laserové svařování lepší než TIG svařování?
Svařování wolframem v inertním plynu (TIG) je manuální, umělecky zručný proces, který může dosáhnout vynikajících výsledků na tenkých materiálech.
Laserové svařování má však oproti TIG metodě určité výhody:
1. Rychlost:Laserové svařování je pro výrobní aplikace výrazně rychlejší než TIG díky své automatizované přesnosti. To zlepšuje propustnost.
2. Přesnost:Zaostřený laserový paprsek umožňuje přesnost polohování v řádu setin milimetru. To se u TIG svařování lidskou rukou nedá srovnat.
3. Ovládání:Procesní proměnné, jako je tepelný vstup a geometrie svaru, jsou přesně řízeny laserem, což zajišťuje konzistentní výsledky v každé dávce.
4. Materiály:TIG je nejlepší pro tenčí vodivé materiály, zatímco laserové svařování otevírá širší škálu kombinací více materiálů.
5. Automatizace: Robotické laserové systémy umožňují plně automatizované svařování bez únavy, zatímco TIG obecně vyžaduje plnou pozornost a odborné znalosti operátora.
Svařování TIG si však zachovává výhodu propřesné práce s tenkými řezy nebo svařování slitinkde je nutné pečlivě modulovat tepelný příkon. Pro tyto aplikace je zásah zkušeného technika cenný.
5. Jaká je nevýhoda laserového svařování?
Stejně jako u jakéhokoli průmyslového procesu má i laserové svařování určité potenciální nevýhody, které je třeba zvážit:
1. Náklady: I když se stávají cenově dostupnějšími, vysoce výkonné laserové systémy vyžadují ve srovnání s jinými metodami svařování značné kapitálové investice.
2. Spotřební materiál:Plynové trysky a optika se časem opotřebovávají a je nutné je vyměnit, což zvyšuje náklady na vlastnictví.
3. Bezpečnost:Pro zabránění vystavení vysoce intenzivnímu laserovému paprsku jsou vyžadovány přísné protokoly a uzavřené bezpečnostní kryty.
4. Školení:Operátoři potřebují školení, aby mohli bezpečně pracovat a správně udržovat laserové svařovací zařízení.
5. Zorná linie:Laserový paprsek se pohybuje přímočarě, takže složité geometrie mohou vyžadovat více paprsků nebo přemístění obrobku.
6. Absorpce:Některé materiály, jako je silná ocel nebo hliník, se obtížně svařují, pokud neabsorbují účinně specifickou vlnovou délku laseru.
S náležitým zaškolením, optimalizací procesu však laserové svařování přináší výhody v oblasti produktivity, přesnosti a kvality pro mnoho průmyslových aplikací.
6. Potřebuje laserové svařování plyn?
Na rozdíl od svařování v ochranné atmosféře plynu nevyžaduje laserové svařování použití inertního ochranného plynu proudícího přes oblast svaru. Je to proto, že:
1. Zaostřený laserový paprsek se šíří vzduchem a vytváří malou, vysokoenergetickou tavnou lázeň, která se roztaví a spojí materiály.
2. Okolní vzduch není ionizován jako plazmový oblouk a neruší paprsek ani tvorbu svaru.
3. Svar tuhne v důsledku koncentrovaného tepla tak rychle, že se vytvoří dříve, než se na povrchu můžou vytvořit oxidy.
Některé specializované aplikace laserového svařování však mohou mít z použití pomocného plynu stále prospěch:
1. U reaktivních kovů, jako je hliník, chrání plyn horkou tavnou lázeň před kyslíkem ve vzduchu.
2. U vysoce výkonných laserových prací plyn stabilizuje plazmový oblak, který se tvoří během hlubokých svarů.
3. Plynové trysky odstraňují výpary a nečistoty pro lepší přenos paprsku na znečištěných nebo natřených površích.
Stručně řečeno, i když to není nezbytně nutné, inertní plyn může poskytnout výhody pro specifické náročné aplikace laserového svařování nebo materiály. Proces však často funguje dobře i bez něj.
▶ Jaké materiály lze svařovat laserem?
Téměř všechny kovy lze svařovat laserem, včetněocel, hliník, titan, slitiny niklu a další.
Možné jsou i kombinace různých kovů. Klíčem je, žemusí efektivně absorbovat vlnovou délku laseru.
▶ Jak silné materiály lze svařovat?
Plechy tenké jako0,1 mm a tloušťka až 25 mmlze obvykle svařovat laserem, v závislosti na konkrétní aplikaci a výkonu laseru.
Silnější profily mohou vyžadovat vícevrstvé svařování nebo speciální optiku.
▶ Je laserové svařování vhodné pro velkoobjemovou výrobu?
Rozhodně. Robotické laserové svařovací buňky se běžně používají ve vysokorychlostních, automatizovaných výrobních prostředích pro aplikace, jako je automobilový průmysl.
Je dosažitelná propustnost několika metrů za minutu.
▶ Ve kterých odvětvích se používá laserové svařování?
Běžné aplikace laserového svařování lze nalézt vautomobilový průmysl, elektronika, zdravotnické prostředky, letecký průmysl, výroba nástrojů/form a malých přesných dílů.
Technologie jeneustále se rozšiřuje do nových odvětví.
▶ Jak si vybrat laserový svařovací systém?
Mezi faktory, které je třeba zvážit, patří materiály obrobku, velikost/tloušťka, potřebná propustnost, rozpočet a požadovaná kvalita svaru.
Renomovaní dodavatelé vám mohou pomoci s výběrem správného typu laseru, výkonu, optiky a automatizace pro vaši konkrétní aplikaci.
▶ Jaké typy svarů lze provádět?
Mezi typické techniky laserového svařování patří tupé, přeplátované, koutové, propichovací a plátovací svary.
Pro opravy a prototypování se také objevují některé inovativní metody, jako je laserová aditivní výroba.
▶ Je laserové svařování vhodné pro opravy?
Ano, laserové svařování je vhodné pro přesné opravy vysoce hodnotných součástí.
Koncentrovaný tepelný příkon minimalizuje dodatečné poškození základních materiálů během opravy.
Chcete začít s laserovým svářecím strojem?
Proč nás nezvážit?
Čas zveřejnění: 12. února 2024