Laserkeevitus on täpne ja tõhus meetod materjalide ühendamiseks
Kokkuvõttes pakub laserkeevitus kiireid ja kvaliteetseid tulemusi minimaalse moonutusega.
See on kohandatav paljude materjalidega ja seda saab kohandada vastavalt iga rakenduse erivajadustele.
Laserkeevituse üks suuri eeliseid on selle mitmekülgsus.
Seda saab kasutada mitte ainult metallide, näiteks alumiiniumi, vase ja roostevaba terase, vaid ka paljude teiste materjalide keevitamiseks.
Sealhulgas teatud termoplastid, klaasid ja komposiidid.
See muudab selle kasulikuks erinevates tööstusharudes, alates autotööstusest kuni elektroonika ja isegi meditsiiniseadmete tootmiseni.
Mis on laserkeevitus? [2. osa]
Tipptasemel tuleviku kujutamine
Laserkeevitus on tipptehnoloogia, mis kasutab materjalide, tavaliselt metallide, täpseks ühendamiseks suure energiaga laserkiirt, sulatades need kokkupuutepunktis.
See protsess loob tugeva ja vastupidava sideme, millel on traditsiooniliste keevitusmeetoditega võrreldes minimaalne deformatsioon.
See on kiire, tõhus ja suudab anda kvaliteetseid tulemusi.
Laserkeevituse süda
Laserkeevituse keskmes on laserkiir ise, mis tekitab tohutult kuumust.
Kui laserkiir fokuseeritakse metallpinnale, sulab see materjali, moodustades väikese sulabasseini.
See kiht tahkub kiiresti, tavaliselt millisekundite jooksul, kui laser eemaldub, mille tulemuseks on osade vahel tugev ühendus.
Protsess on rangelt kontrollitud, mis tähendab, et keevitatud alad on mõjutatud, ülejäänud materjal jääb suures osas puutumata.
Laserkeevituse mõistmine
Laserkeevituse mõistmiseks on lihtne mõelda luubi peale, mis fokuseerib päikesekiiri väikesele täpile.
Nii nagu fokuseeritud valgus suudab sulatada paberitüki, suunab laserkiir intensiivse energia metallpinnale.
See põhjustab selle sulamist ja mõnel juhul isegi aurustumist.
Laserkiirega keevitamise võimsustihedus
Laseri võimsust mõõdetakse võimsustiheduse järgi.
Mis on uskumatult kõrge – ulatudes miljonite vattideni ruutsentimeetri kohta.
Mida suurem on laseri võimsus, seda kiirem on keevitusprotsess ja seda sügavamale pääseb kuumus materjali.
Suurem laservõimsus suurendab aga ka seadmete hinda.
See on masina kogukulude arvestamisel oluline tegur.
Kas olete laserkeevituse ja käeshoitava laserkeevituse alal uus?
Me saame aidata!
Miks on kiudlaser laserkeevituseks parim?
Mõnede levinumate laserite tüüpide selgitamine laserkeevituses
Igal laseritüübil on oma tugevused ja nõrkused, mistõttu sobivad need laserkeevituse erinevateks rakendusteks.
Kiudlaserid on kõige mitmekülgsemad ja tõhusamad, eriti metalli keevitamiseks.
CO2-laserid on küll kasulikud ümmarguste detailide töötlemiseks, kuid vajavad rohkem hooldust.
Nd:YAG laserid sobivad ideaalselt konkreetsete ülesannete, näiteks hallituse parandamiseks, jaoks, kuid nende madal energiatõhusus ja kõrged hoolduskulud võivad olla piiravaks teguriks.
Lõpuks pakuvad dioodlaserid suurepärast energiatõhusust, kuid on vähem efektiivsed, kui on vaja suurt täpsust.
Kiudlaserkeevitus: kõige populaarsem ja tõestatud
Kiudlaserid on praegu laserkeevituse kõige populaarsem ja tõestatud tehnoloogia.
Neid tuntakse oma kõrge energiatõhususe poolest, mis on umbes 30%.
Mis aitab kaasa paremale soojuse haldamisele ja madalamatele tegevuskuludele.
Kiudlaserite kiirgav infrapunakiirgus neeldub enamiku metallide poolt hästi.
Muutes need väga tõhusaks laia valiku keevitustööde jaoks.
Kiudlaserite üks suurimaid eeliseid on nende võime genereerida ja juhtida laserkiirt läbi kiudoptilise kaabli.
See võimaldab saavutada kõrge kvaliteediga kiirt, suuremat täpsust ja suuremat energiatihedust, mis omakorda tagab keevitamisel hea läbitungimissügavuse.
Lisaks vajavad kiudlaserid minimaalselt kulumaterjale, mis vähendab hoolduskulusid ja keerukust.
Neid saab hõlpsasti integreerida ka robotite või CNC-masinatega, mis muudab need tööstuskeskkonnas väga mitmekülgseks.
Teine eelis on see, et kiudlaserite võimsusel pole praktiliselt piiranguid, mis võimaldab isegi paksude materjalide puhul suure jõudlusega keevitamist.
CO2 laser: suurepärane teatud rakenduste jaoks
CO2-laserid olid esimene tööstuslikuks laserkeevituseks kasutatud laseritüüp ja neid kasutatakse teatud rakendustes tänaseni.
Need laserid kiirgavad gaasipõhist laserkiirt, mida ei saa läbi fiiberoptika juhtida.
Mis omakorda annab kiudlaseritega võrreldes madalama kiirekvaliteedi.
See muudab need mõnede keevitusrakenduste jaoks vähem täpseks.
CO2-lasereid kasutatakse tavaliselt ümmarguste detailide keevitamiseks, kuna laserit saab detaili pöörlemise ajal paigale fikseerida.
Siiski vajavad need rohkem hooldust, kuna sageli on vaja tarbekaupu, näiteks peegleid ja kütust.
Keskmise energiatõhususega umbes 20% ei ole CO2-laserid nii energiatõhusad kui kiudlaserid.
Tulemuseks on kõrgemad tegevuskulud.
Nd:YAG laser: tõestatud, kuid piirangutega
Nd:YAG (neodüümiga legeeritud ütriumalumiiniumgranaat) laserid on laserkeevituses tõestatud tehnoloogia.
Kuid neil on teatud piirangud.
Neil on madal energiatõhusus, tavaliselt umbes 5%.
Mis toob kaasa probleeme termilise haldamisega ja kõrgemaid tegevuskulusid.
Üks Nd:YAG-laserite tugevusi on nende võime juhtida laserkiirt fiiberoptika abil, mis parandab kiire kvaliteeti.
Siiski on laserkiire väikesele kohale fokuseerimine endiselt keeruline, mis piirab nende täpsust teatud rakendustes.
Nd:YAG-lasereid kasutatakse sageli spetsiifiliste ülesannete jaoks, näiteks hallituse parandamiseks, kus suurem fookus on vastuvõetav.
Neil on ka kõrged hoolduskulud, kuna tarbekaubad, näiteks peeglid ja lambid, vajavad regulaarset vahetamist.
Dioodlaser: Halva kiirekvaliteedi tõttu on raske fokuseerida
Dioodlaserid on üha tavalisemad rakendustes, mis nõuavad suurt energiatõhusust (umbes 40%).
See kõrge efektiivsus tagab parema soojushalduse ja madalamad tegevuskulud võrreldes mõnede teiste laseritüüpidega.
Dioodlaserite üks peamisi puudusi on aga see, et nende kiirte kvaliteet on väga halb.
Mis raskendab laserkiire fokuseerimist väikesele täpile.
See piirab nende täpsust mõnedes keevitusrakendustes.
Sellest hoolimata on dioodlaserid teatud materjalide, eriti plastide puhul endiselt kasulikud ja neid saab nendes rakendustes tõhusalt kasutada.
Kas soovite alustada pihuarvutiga kiudlaserkeevitusmasinaga?
Juhtivus- ja võtmeaugu laserkeevitus
Levinud keevitustehnika mõistmine
Laserkeevitust saab jagada kahte põhitüüpi: juhtivuskeevitus ja võtmeaugukeevitus.
Need kaks protsessi erinevad selle poolest, kuidas laser materjaliga suhtleb ja milliseid tulemusi nad annavad.
Peamised erinevused
Keevituskvaliteet
Juhtivkeevitus annab tavaliselt puhtama tulemuse, vähema pritsme ja defektidega, samas kui võtmeaukkeevitus võib põhjustada rohkem pritsmeid, poorsust ja suuremat kuummõjutsooni.
Keevitussoojuse jaotus
Juhtivkeevitus jaotab soojust ühtlaselt igas suunas, samas kui võtmeaukkeevitus koondab soojuse kitsamas, ristisuunas, mis viib sügavamale läbitungimisele.
Keevituskiirus
Võtmeaugu keevitamine on kiirem, mistõttu sobib see suuremahuliseks tootmiseks, samas kui juhtivkeevitus on aeglasem, kuid pakub suuremat täpsust.
Juhtivkeevitus
Juhtivkeevitus on õrnem ja aeglasem protsess. Selle meetodi puhul sulatab laserkiir metalli pinda.
Metalli sulamistemperatuuri saavutamine (punkt, kus see muutub vedelaks).
Kuid ärge minge sellest kõrgemale aurustumistemperatuurini (kus metall muutuks gaasiks).
Soojus jaotub materjalis ühtlaselt, mis tähendab, et soojusülekanne toimub metalli sees igas suunas.
Kuna juhtivkeevitus sulatab materjali järk-järgult, annab see kvaliteetsemaid tulemusi.
See hõlmab minimaalset pritsimist (keevitamise ajal pääsevad väikesed sulanud materjali tilgad) ja vähest auru, mis muudab protsessi puhtamaks.
Kuna see on aeglasem, kasutatakse juhtivkeevitust tavaliselt rakenduste jaoks, mis nõuavad pigem täpsust ja kvaliteetseid ühendusi kui kiirust.
Võtmeaugu keevitamine
Võtmeaukude keevitamine on seevastu kiirem ja agressiivsem protsess.
Selle meetodi puhul sulatab ja aurustab laserkiir metalli, luues materjali väikese, sügava augu või võtmeaugu.
Laseri intensiivne kuumus põhjustab metalli nii sulamistemperatuuri kui ka aurustumistemperatuuri saavutamise.
Kusjuures osa sulast loigust muutub gaasiks.
Kuna materjal aurustub, kandub soojus laserkiire suhtes risti, mille tulemuseks on sügavam ja kitsam keevisvann.
See protsess on palju kiirem kui juhtivkeevitus, mistõttu sobib see ideaalselt suuremahuliste tootmisliinide jaoks.
Kiire ja intensiivne kuumus võib aga põhjustada pritsmeid ning kiire sulamine võib samuti põhjustada poorsust (keevisõmbluse sisse jäävad pisikesed gaasimullid).
Ja suurem kuumusest mõjutatud tsoon (HAZ) (keevisõmbluse ümbritsev ala, mida kuumus muudab).
Kas soovite teada, milline on õige keevitustehnika?
Teie rakenduse ja ettevõtte jaoks?
Kaasahaaravatest videotest informatiivsete artikliteni
TIG-keevitus vs. laserkeevitus: kumb on parem?
Postituse aeg: 25. detsember 2024