Az alapvető lézeres hegesztési eljárás során egy lézersugarat fókuszálnak két anyag közötti illesztési területre egy optikai adagolórendszer segítségével. Amikor a sugár érintkezik az anyaggal, átadja energiáját, gyorsan felmelegítve és megolvasztva egy kis területet.
1. Mi az a lézerhegesztőgép?
A lézeres hegesztőgép egy ipari eszköz, amely lézersugarat használ koncentrált hőforrásként több anyag összekapcsolására.
A lézeres hegesztőgépek néhány fő jellemzője a következő:
1. Lézerforrás:A legtöbb modern lézerhegesztő szilárdtest lézerdiódákat használ, amelyek nagy teljesítményű lézersugarat bocsátanak ki az infravörös spektrumban. A gyakori lézerforrások közé tartoznak a CO2-, a száloptikás és a diódalézerek.
2. Optika:A lézersugár optikai alkatrészek, például tükrök, lencsék és fúvókák sorozatán halad keresztül, amelyek precízen fókuszálják és irányítják a sugarat a hegesztési területre. Teleszkópos karok vagy állványzatok pozicionálják a sugarat.
3. Automatizálás:Sok lézerhegesztő rendelkezik számítógépes numerikus vezérlésű (CNC) integrációval és robotikával az összetett hegesztési minták és folyamatok automatizálásához. A programozható útvonalak és a visszacsatolási érzékelők biztosítják a pontosságot.
4. Folyamatfelügyelet:Az integrált kamerák, spektrométerek és egyéb érzékelők valós időben figyelik a hegesztési folyamatot. A sugár beállításával, a penetrációval vagy a minőséggel kapcsolatos bármilyen probléma gyorsan észlelhető és megoldható.
5. Biztonsági reteszek:Védőburkolatok, ajtók és vészleállító gombok védik a kezelőket a nagy teljesítményű lézersugártól. A reteszek leállítják a lézert, ha a biztonsági előírásokat megsértik.
Összefoglalva tehát, a lézerhegesztőgép egy számítógéppel vezérelt, ipari precíziós eszköz, amely fókuszált lézersugarat használ automatizált, megismételhető hegesztési alkalmazásokhoz.
2. Hogyan működik a lézeres hegesztés?
A lézeres hegesztési folyamat néhány kulcsfontosságú szakasza a következő:
1. Lézersugár generálása:Egy szilárdtest lézerdióda vagy más forrás infravörös sugarat állít elő.
2. Sugár kiszállítása: Tükrök, lencsék és egy fúvóka pontosan fókuszálja a sugarat a munkadarab egy szűk pontjára.
3. Anyagfűtés:A sugár gyorsan felmelegíti az anyagot, amelynek sűrűsége megközelíti a 106 W/cm2-t.
4. Olvasztás és illesztés:Egy kis olvadékfürdő alakul ki, ahol az anyagok összeolvadnak. Ahogy a medence megszilárdul, hegesztési kötés jön létre.
5. Hűtés és újraszilárdulás: A hegesztési terület nagy sebességgel, 104°C/másodperc felett hűl, finomszemcsés, edzett mikroszerkezetet hozva létre.
6. Előrehaladás:A gerenda elmozdul, vagy az alkatrészeket áthelyezik, és a folyamat megismétlődik a hegesztési varrat befejezéséhez. Inert védőgáz is használható.
Összefoglalva tehát, a lézerhegesztés intenzíven fókuszált lézersugarat és szabályozott hőciklust használ kiváló minőségű, alacsony hőhatásövezetű hegesztések létrehozásához.
Hasznos információkat nyújtottunk a lézeres hegesztőgépekről
Valamint személyre szabott megoldások vállalkozása számára
3. Jobb-e a lézerhegesztés, mint a MIG?
A hagyományos fém inertgázos (MIG) hegesztési eljárásokkal összehasonlítva...
A lézeres hegesztés számos előnnyel jár:
1. Pontosság: A lézersugarak egy apró, 0,1-1 mm-es pontra fókuszálhatók, ami nagyon precíz, megismételhető hegesztést tesz lehetővé. Ez ideális kis méretű, nagy tűrésű alkatrészekhez.
2. Sebesség:A lézer hegesztési sebessége sokkal gyorsabb, mint a MIG elektródáé, különösen vékonyabb fémek esetén. Ez javítja a termelékenységet és csökkenti a ciklusidőket.
3. Minőség:A koncentrált hőforrás minimális torzulást és szűk hőhatásövezeteket hoz létre. Ez erős, kiváló minőségű hegesztési varratokat eredményez.
4. Automatizálás:A lézerhegesztés könnyen automatizálható robotika és CNC segítségével. Ez összetett mintákat és jobb állandóságot tesz lehetővé a kézi MIG hegesztéshez képest.
5. Anyagok:A lézerek számos anyagkombinációt képesek összeilleszteni, beleértve a többféle anyagot tartalmazó és eltérő fémek hegesztését is.
A MIG hegesztéssel azonban vannéhány előnylézer felett más alkalmazásokban:
1. Költség:A MIG berendezések kezdeti beruházási költsége alacsonyabb, mint a lézerrendszereké.
2. Vastagabb anyagok:A MIG jobban alkalmas 3 mm-nél vastagabb acélprofilok hegesztésére, ahol a lézerfény elnyelése problémás lehet.
3. Védőgáz:A MIG inert gázvédőt használ a hegesztési terület védelmére, míg a lézer gyakran lezárt sugárutat használ.
Tehát összefoglalva, a lézerhegesztést általában előnyben részesítikprecízió, automatizálás és hegesztési minőség.
De a MIG továbbra is versenyképes a gyártásbanvastagabb mérőeszközök, kedvező áron.
A megfelelő eljárás az adott hegesztési alkalmazástól és az alkatrész követelményeitől függ.
4. Jobb-e a lézerhegesztés, mint a TIG hegesztés?
A volfrámelektródás inertgázos (TIG) hegesztés egy kézi, művészi igényű eljárás, amely kiváló eredményeket hozhat vékony anyagokon.
A lézerhegesztéssel szemben azonban számos előnnyel jár a TIG hegesztés:
1. Sebesség:A lézerhegesztés az automatizált pontosságának köszönhetően jelentősen gyorsabb a TIG hegesztésnél a termelési alkalmazásokban. Ez javítja az áteresztőképességet.
2. Pontosság:A fókuszált lézersugár századmilliméteres pozicionálási pontosságot tesz lehetővé. Ezt az emberi kéz TIG hegesztéssel nem tudja felvenni a versenyt.
3. Ellenőrzés:A folyamatváltozókat, mint például a hőbevitelt és a hegesztési geometriát, lézerrel szigorúan szabályozzák, így biztosítva a tételről tételre konzisztens eredményeket.
4. Anyagok:A TIG hegesztés a legalkalmasabb vékonyabb vezetőképes anyagokhoz, míg a lézerhegesztés szélesebb körű anyagkombinációkat tesz lehetővé.
5. Automatizálás: A robotizált lézerrendszerek teljesen automatizált hegesztést tesznek lehetővé fáradtság nélkül, míg a TIG általában a kezelő teljes figyelmét és szakértelmét igényli.
A TIG hegesztésnek azonban továbbra is megvan az előnye a következők tekintetében:vékonyrétegű precíziós munkák vagy ötvözethegesztésahol a hőbevitelt gondosan kell szabályozni. Ezeknél az alkalmazásoknál egy képzett szakember segítsége értékes.
5. Mi a lézeres hegesztés hátránya?
Mint minden ipari folyamatnak, a lézerhegesztéshez is vannak hátrányai, amelyeket figyelembe kell venni:
1. Költség: Bár egyre megfizethetőbbek, a nagy teljesítményű lézerrendszerek jelentős tőkebefektetést igényelnek más hegesztési módszerekhez képest.
2. Fogyóeszközök:A gázfúvókák és az optika idővel elhasználódik, és ki kell cserélni őket, ami növeli a fenntartási költségeket.
3. Biztonság:Szigorú protokollok és zárt biztonsági burkolatok szükségesek a nagy intenzitású lézersugárnak való kitettség megakadályozása érdekében.
4. Képzés:A kezelőknek képzésre van szükségük a lézerhegesztő berendezések biztonságos munkavégzéséhez és megfelelő karbantartásához.
5. Látótávolság:A lézersugár egyenes vonalban halad, így az összetett geometriák több sugarat vagy a munkadarab áthelyezését igényelhetik.
6. Nedvszívó képesség:Bizonyos anyagok, mint például a vastag acél vagy az alumínium, nehezen hegeszthetők, ha nem nyelik el hatékonyan a lézer specifikus hullámhosszát.
Megfelelő óvintézkedésekkel, képzéssel és folyamatoptimalizálással azonban a lézerhegesztés számos ipari alkalmazásban termelékenységi, pontossági és minőségi előnyöket biztosít.
6. Szükséges-e gáz a lézerhegesztéshez?
A gázzal védett hegesztési eljárásokkal ellentétben a lézeres hegesztés nem igényli inert védőgáz áramlását a hegesztési terület felett. Ennek oka:
1. A fókuszált lézersugár a levegőn keresztül haladva egy kis, nagy energiájú hegfürdőt hoz létre, amely megolvasztja és összeilleszti az anyagokat.
2. A környező levegő nem ionizálódik, mint egy gázplazmaív, és nem zavarja a nyalábot vagy a hegesztés kialakulását.
3. A hegesztés a koncentrált hőtől olyan gyorsan megszilárdul, hogy még azelőtt kialakul, mielőtt oxidok képződhetnének a felületen.
Bizonyos speciális lézerhegesztési alkalmazásoknál azonban továbbra is előnyös lehet a segédgáz használata:
1. Reaktív fémek, például alumínium esetén a gáz védi a forró hegfürdőt a levegő oxigénjétől.
2. Nagy teljesítményű lézeres munkáknál a gáz stabilizálja a mély behatolású hegesztések során képződő plazmafelhőt.
3. A gázsugarak eltávolítják a füstöt és a törmeléket a jobb sugárátvitel érdekében a szennyezett vagy festett felületeken.
Tehát összefoglalva, bár nem feltétlenül szükséges, az inert gáz előnyöket biztosíthat bizonyos kihívást jelentő lézerhegesztési alkalmazásoknál vagy anyagoknál. De a folyamat gyakran jól működik nélküle is.
Szinte minden fém lézerhegeszthető, beleértveacél, alumínium, titán, nikkelötvözetek és egyebek.
Még eltérő fémek kombinációi is lehetségesek. A lényeg az, hogyhatékonyan kell elnyelnie a lézer hullámhosszát.
Olyan vékony lapok, mint0,1 mm és akár 25 mm vastagjellemzően lézerhegesztéssel is elvégezhető, az adott alkalmazástól és a lézerteljesítménytől függően.
Vastagabb szakaszokhoz többrétegű hegesztésre vagy speciális optikára lehet szükség.
Abszolút. A robotizált lézerhegesztő cellákat gyakran használják nagy sebességű, automatizált gyártási környezetekben olyan alkalmazásokhoz, mint az autógyártás.
Több méter/perc átviteli sebesség is elérhető.
Gyakori lézeres hegesztési alkalmazások találhatók a következő helyeken:autóipar, elektronika, orvostechnikai eszközök, repülőgépipar, szerszám-/szerszámgyártás és kis precíziós alkatrészek gyártása.
A technológiafolyamatosan terjeszkedünk új szektorokba.
A figyelembe veendő tényezők közé tartoznak a munkadarab anyagai, mérete/vastagsága, az áteresztőképességi igények, a költségvetés és a szükséges hegesztési minőség.
A jó hírű beszállítók segíthetnek a megfelelő lézertípus, teljesítmény, optika és automatizálás meghatározásában az adott alkalmazáshoz.
A tipikus lézerhegesztési technikák közé tartoznak a tompa-, átlapoló-, sarok-, átszúró- és plattírozó hegesztések.
Néhány innovatív módszer, mint például a lézeres additív gyártás, szintén megjelennek a javítási és prototípus-alkalmazásokban.
Igen, a lézerhegesztés jól alkalmazható nagy értékű alkatrészek precíziós javítására.
A koncentrált hőbevitel minimalizálja az alapanyagok további károsodását a javítás során.
Szeretne lézeres hegesztőgéppel ismerkedni?
Miért ne fontolna meg minket?
Közzététel ideje: 2024. február 12.