Laserhitsaus on tarkka ja tehokas menetelmä materiaalien liittämiseen
Yhteenvetona voidaan todeta, että laserhitsaus tarjoaa nopeaa ja laadukasta lopputulosta minimaalisella vääristymällä.
Se soveltuu monenlaisille materiaaleille ja voidaan räätälöidä vastaamaan kunkin sovelluksen erityistarpeita.
Yksi laserhitsauksen suurista eduista on sen monipuolisuus.
Sitä voidaan käyttää hitsata paitsi metalleja, kuten alumiinia, kuparia ja ruostumatonta terästä, myös monia muita materiaaleja.
Mukana tietyt kestomuovit, lasit ja komposiitit.
Tämä tekee siitä hyödyllisen useilla eri toimialoilla, autoteollisuudesta elektroniikkaan ja jopa lääkinnällisten laitteiden tuotantoon.
Mitä on laserhitsaus? [Osa 2]
Huippuluokan tulevaisuuden edustus
Laserhitsaus on huipputeknologiaa, jossa käytetään suuritehoista lasersädettä materiaalien, tyypillisesti metallien, tarkkaan liittämiseen sulattamalla ne kosketuspisteessä.
Tämä prosessi luo vahvan ja kestävän sidoksen, jonka muodonmuutos on minimaalinen perinteisiin hitsausmenetelmiin verrattuna.
Se on nopea, tehokas ja pystyy tuottamaan korkealaatuisia tuloksia.
Laserhitsauksen ydin
Laserhitsauksen ytimessä on itse lasersäde, joka tuottaa valtavasti lämpöä.
Kun laser kohdistetaan metallipintaan, se sulattaa materiaalin muodostaen pienen sulan altaan.
Tämä allas jähmettyy nopeasti, yleensä millisekunneissa, laserin liikkuessa poispäin, mikä johtaa vahvaan yhteyteen osien välillä.
Prosessi on erittäin kontrolloitu, mikä tarkoittaa, että hitsaus vaikuttaa vain hitsattaviin kohtiin ja muuhun materiaaliin pitkälti.
Laserhitsauksen ymmärtäminen
Yksinkertainen tapa ymmärtää laserhitsausta on ajatella suurennuslasia, joka kohdistaa auringonsäteet pieneen kohtaan.
Aivan kuten kohdistettu valo voi sulattaa paperinpalan, lasersäde kohdistaa voimakkaan energian metallipintaan.
Se saa sen sulamaan ja joissakin tapauksissa jopa höyrystymään.
Laserhitsauksen tehotiheys
Laserin teho mitataan tehotiheydellä.
Mikä on uskomattoman korkea – jopa miljoonia watteja neliösenttimetriä kohden.
Mitä suurempi laserin teho on, sitä nopeampi hitsausprosessi voi olla ja sitä syvemmälle lämpö pääsee tunkeutumaan materiaaliin.
Suurempi laserteho kuitenkin nostaa myös laitteiden hintaa.
Se on merkittävä tekijä, kun tarkastellaan laitteen kokonaiskustannuksia.
Oletko uusi laserhitsauksessa ja kädessä pidettävässä laserhitsauksessa?
Voimme auttaa!
Miksi kuitulaser on paras laserhitsaukseen?
Joidenkin yleisten lasereiden selittäminen laserhitsauksessa
Jokaisella lasertyypillä on omat vahvuutensa ja heikkoutensa, minkä ansiosta ne soveltuvat erilaisiin laserhitsaussovelluksiin.
Kuitulaserit ovat monipuolisimpia ja tehokkaimpia, erityisesti metallin hitsaukseen.
CO2-laserit ovat hyödyllisiä pyöreiden työkappaleiden työstämiseen, mutta ne vaativat enemmän huoltoa.
Nd:YAG-laserit sopivat ihanteellisesti tiettyihin tehtäviin, kuten muottien korjauksiin, mutta niiden alhainen energiatehokkuus ja korkeat ylläpitokustannukset voivat olla rajoittavia.
Lopuksi, diodilaserit tarjoavat erinomaisen energiatehokkuuden, mutta ovat vähemmän tehokkaita, kun tarvitaan suurta tarkkuutta.
Kuitulaserhitsaus: Suosituin ja todistetusti toimiva
Kuitulaserit ovat tällä hetkellä suosituin ja todistetuin laserhitsaustekniikka.
Ne tunnetaan korkeasta energiatehokkuudestaan, noin 30 %.
Mikä auttaa parempaan lämmönhallintaan ja alentamaan käyttökustannuksia.
Kuitulaserien lähettämä infrapunasäteily absorboituu hyvin useimpiin metalleihin.
Mikä tekee niistä erittäin tehokkaita monenlaisissa hitsaustehtävissä.
Yksi kuitulasereiden suurimmista eduista on niiden kyky tuottaa ja ohjata lasersäde valokuitukaapelin läpi.
Tämä mahdollistaa korkean säteen laadun, lisääntyneen tarkkuuden ja suuremman energiatiheyden, mikä johtaa hyvään tunkeutumissyvyyteen hitsattaessa.
Lisäksi kuitulaserit käyttävät vain vähän kulutustarvikkeita, mikä vähentää ylläpitokustannuksia ja monimutkaisuutta.
Ne voidaan myös helposti integroida robotteihin tai CNC-koneisiin, mikä tekee niistä erittäin monipuolisia teollisissa ympäristöissä.
Toinen etu on, että kuitulasereiden teho on käytännössä rajaton, mikä mahdollistaa tehokkaan hitsauksen myös paksuilla materiaaleilla.
CO2-laser: Erinomainen tiettyihin sovelluksiin
CO2-laserit olivat ensimmäinen teollisessa laserhitsauksessa käytetty lasertyyppi, ja niitä käytetään edelleen tietyissä sovelluksissa.
Nämä laserit lähettävät kaasupohjaista lasersädettä, jota ei voida ohjata kuituoptiikan läpi.
Tämä johtaa heikompaan säteen laatuun verrattuna kuitulasereihin.
Tämä tekee niistä vähemmän tarkkoja joissakin hitsaussovelluksissa.
CO2-lasereita käytetään tyypillisesti pyöreiden työkappaleiden hitsaukseen, koska laser voidaan kiinnittää paikalleen työkappaleen pyöriessä.
Ne vaativat kuitenkin enemmän huoltoa, koska kulutusosia, kuten peilejä ja kaasuja, tarvitaan usein.
Keskimääräisellä noin 20 prosentin energiatehokkuudellaan CO2-laserit eivät ole yhtä energiatehokkaita kuin kuitulaserit.
Johtaen korkeampiin käyttökustannuksiin.
Nd:YAG-laser: Todistettu teho rajoituksin
Nd:YAG (neodyymillä seostettu yttrium-alumiinigranaatti) -laserit ovat todistetusti toimiva tekniikka laserhitsauksessa.
Mutta niillä on joitakin rajoituksia.
Niiden energiatehokkuus on alhainen, tyypillisesti noin 5 %.
Tämä johtaa lämmönhallintaongelmiin ja korkeampiin käyttökustannuksiin.
Yksi Nd:YAG-lasereiden vahvuuksista on niiden kyky ohjata lasersädettä kuituoptiikan avulla, mikä parantaa säteen laatua.
Lasersäteen kohdistaminen pieneen kohtaan on kuitenkin edelleen vaikeaa, mikä rajoittaa niiden tarkkuutta tietyissä sovelluksissa.
Nd:YAG-lasereita käytetään usein tiettyihin tehtäviin, kuten muottien korjauksiin, joissa suurempi tarkennus on hyväksyttävä.
Niillä on myös korkeat ylläpitokustannukset, koska kulutusosat, kuten peilit ja lamput, on vaihdettava säännöllisesti.
Diodilaser: Vaikea tarkentaa huonon säteen laadun vuoksi
Diodilaserit ovat yleistymässä sovelluksissa, jotka vaativat korkeaa energiatehokkuutta (noin 40 %).
Tämä korkea hyötysuhde johtaa parempaan lämmönhallintaan ja alhaisempiin käyttökustannuksiin verrattuna joihinkin muihin lasertyyppeihin.
Yksi diodilasereiden merkittävimmistä haitoista on kuitenkin niiden säteen erittäin heikko laatu.
Tämä tekee laserin kohdistamisen pieneen pisteeseen vaikeaksi.
Tämä rajoittaa niiden tarkkuutta joissakin hitsaussovelluksissa.
Tästä huolimatta diodilaserit ovat edelleen hyödyllisiä tietyille materiaaleille, erityisesti muoveille, ja niitä voidaan käyttää tehokkaasti näissä sovelluksissa.
Haluatko aloittaa kädessä pidettävän kuitulaserhitsauskoneen käytön?
Johtavuus- ja tähystyslaserhitsaus
Yleisten hitsaustekniikoiden ymmärtäminen
Laserhitsaus voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: johtavuushitsaukseen ja tähystyshitsaukseen.
Nämä kaksi prosessia eroavat toisistaan siinä, miten laser on vuorovaikutuksessa materiaalin kanssa ja millaisia tuloksia ne tuottavat.
Keskeiset erot
Hitsauslaatu
Johtamishitsaus tuottaa tyypillisesti puhtaampia tuloksia, joissa on vähemmän roiskeita ja virheitä, kun taas tähystyshitsaus voi aiheuttaa enemmän roiskeita, huokoisuutta ja suuremman lämpövaikutusalueen.
Hitsauslämmön jakautuminen
Johtamishitsaus jakaa lämmön tasaisesti kaikkiin suuntiin, kun taas tähystyshitsaus kohdistaa lämmön kapeampaan, kohtisuoraan suuntaan, mikä johtaa syvempään tunkeutumaan.
Hitsausnopeus
Avaimenreikähitsaus on nopeampaa, joten se soveltuu suurtuotantoon, kun taas johtavuushitsaus on hitaampaa mutta tarjoaa enemmän tarkkuutta.
Johtavuushitsaus
Konduktiohitsaus on hellävaraisempi ja hitaampi prosessi. Tässä menetelmässä lasersäde sulattaa metallin pinnan.
Metallin sulamislämpötilan saavuttaminen (piste, jossa se muuttuu nesteeksi).
Mutta älä mene sen yli höyrystymislämpötilaan (jossa metalli muuttuisi kaasuksi).
Lämpö jakautuu tasaisesti koko materiaaliin, mikä tarkoittaa, että lämpö siirtyy metallin sisällä kaikkiin suuntiin.
Koska johtavuushitsaus sulattaa materiaalia hitaammin, se tuottaa laadukkaampia tuloksia.
Tämä minimoi roiskeet (hitsauksen aikana mahdollisesti purkautuvat pienet sulan materiaalin pisarat) ja höyryt, mikä tekee prosessista puhtaamman.
Koska se on hitaampaa, johtavuushitsausta käytetään kuitenkin tyypillisesti sovelluksissa, jotka vaativat tarkkuutta ja korkealaatuisia liitoksia nopeuden sijaan.
Avaimenreiän hitsaus
Avaimenreiän hitsaus on sitä vastoin nopeampi ja aggressiivisempi prosessi.
Tässä menetelmässä lasersäde sulattaa ja höyrystää metallin, jolloin materiaaliin syntyy pieni, syvä reikä tai avaimenreikä.
Laserin voimakas kuumuus saa metallin saavuttamaan sekä sulamislämpötilansa että höyrystymislämpötilansa.
Osa sulasta altaasta muuttuu kaasuksi.
Koska materiaali höyrystyy, lämpö siirtyy kohtisuoraan lasersäteeseen nähden, mikä johtaa syvempään ja kapeampaan hitsaussulaan.
Tämä prosessi on paljon nopeampi kuin johtamishitsaus, joten se sopii erinomaisesti suurten volyymien tuotantolinjoille.
Nopea ja voimakas kuumuus voi kuitenkin aiheuttaa roiskeita, ja nopea sulaminen voi myös johtaa huokoisuuteen (pieniä kaasukuplia jää hitsin sisään).
Ja suurempi lämpövaikutusvyöhyke (HAZ) (hitsausta ympäröivä alue, jota lämpö muuttaa).
Haluatko tietää, mikä on oikea hitsaustekniikka?
Sovellukseesi ja yritykseesi?
Kiinnostavista videoista informatiivisiin artikkeleihin
TIG-hitsaus vs. laserhitsaus: kumpi on parempi?
Julkaisun aika: 25.12.2024