Основний процес лазерного зварювання полягає в фокусуванні лазерного променя на зоні з'єднання двох матеріалів за допомогою оптичної системи подачі. Коли промінь торкається матеріалів, він передає свою енергію, швидко нагріваючи та плавлячи невелику ділянку.
1. Що таке лазерний зварювальний апарат?
Лазерний зварювальний апарат — це промисловий інструмент, який використовує лазерний промінь як концентроване джерело тепла для з'єднання кількох матеріалів разом.
Деякі ключові характеристики лазерних зварювальних апаратів включають:
1. Джерело лазера:Більшість сучасних лазерних зварювальних апаратів використовують твердотільні лазерні діоди, які виробляють потужний лазерний промінь в інфрачервоному спектрі. До поширених лазерних джерел належать CO2-лазери, волоконні та діодні лазери.
2. Оптика:Лазерний промінь проходить через ряд оптичних компонентів, таких як дзеркала, лінзи та сопла, які фокусують і спрямовують промінь у зону зварювання з точністю. Телескопічні кронштейни або портали позиціонують промінь.
3. Автоматизація:Багато лазерних зварювальних апаратів оснащені інтеграцією з числовим програмним керуванням (ЧПК) та робототехнікою для автоматизації складних схем та процесів зварювання. Програмовані траєкторії та датчики зворотного зв'язку забезпечують точність.
4. Моніторинг процесу:Вбудовані камери, спектрометри та інші датчики контролюють процес зварювання в режимі реального часу. Будь-які проблеми з вирівнюванням променя, проникненням або якістю можна швидко виявити та усунути.
5. Запобіжні блокування:Захисні корпуси, дверцята та кнопки аварійної зупинки захищають операторів від потужного лазерного променя. Блокування вимикає лазер у разі порушення протоколів безпеки.
Отже, підсумовуючи, лазерний зварювальний апарат – це промисловий прецизійний інструмент з комп'ютерним керуванням, який використовує сфокусований лазерний промінь для автоматизованих, повторюваних зварювальних робіт.
2. Як працює лазерне зварювання?
Деякі ключові етапи процесу лазерного зварювання включають:
1. Генерація лазерного променя:Твердотільний лазерний діод або інше джерело виробляє інфрачервоний промінь.
2. Доставка променя: Дзеркала, лінзи та сопло точно фокусують промінь у вузькій точці заготовки.
3. Нагрівання матеріалу:Промінь швидко нагріває матеріал, щільність якого наближається до 106 Вт/см2.
4. Плавлення та з'єднання:У місці сплавлення матеріалів утворюється невелика розплавлена ванна. Коли ванна застигає, створюється зварне з'єднання.
5. Охолодження та повторне затвердіння: Зварна зона охолоджується зі швидкістю понад 104°C/секунду, створюючи дрібнозернисту, загартовану мікроструктуру.
6. Прогресія:Балансир переміщується або деталі переміщуються, і процес повторюється для завершення зварного шва. Також може використовуватися інертний захисний газ.
Отже, підсумовуючи, лазерне зварювання використовує інтенсивно сфокусований лазерний промінь та контрольований термічний цикл для створення високоякісних зварних швів з низьким термічним впливом.
Ми надали корисну інформацію про лазерні зварювальні апарати
А також індивідуальні рішення для вашого бізнесу
3. Чи лазерне зварювання краще за MIG?
У порівнянні з традиційними процесами зварювання металу в середовищі інертного газу (MIG)...
Лазерне зварювання має кілька переваг:
1. Точність: Лазерні промені можна сфокусувати на крихітній точці розміром 0,1-1 мм, що забезпечує дуже точні та повторювані зварні шви. Це ідеально підходить для невеликих деталей з високими допусками.
2. Швидкість:Швидкість зварювання лазером набагато вища, ніж MIG, особливо на тонких металах. Це підвищує продуктивність і скорочує тривалість циклу.
3. Якість:Концентроване джерело тепла забезпечує мінімальну деформацію та вузькі зони термічного впливу. Це призводить до міцних, високоякісних зварних швів.
4. Автоматизація:Лазерне зварювання легко автоматизується за допомогою робототехніки та ЧПК. Це дозволяє створювати складні візерунки та покращувати стабільність порівняно з ручним MIG-зварюванням.
5. Матеріали:Лазери можуть з'єднувати багато комбінацій матеріалів, включаючи зварні шви з різних та багатоматеріальних металів.
Однак, зварювання MIG маєдеякі перевагинад лазером в інших застосуваннях:
1. Вартість:Обладнання MIG має нижчі початкові інвестиційні витрати, ніж лазерні системи.
2. Товстіші матеріали:MIG краще підходить для зварювання товстіших сталевих профілів товщиною понад 3 мм, де поглинання лазерного випромінювання може бути проблематичним.
3. Захисний газ:MIG використовує захисний шар інертного газу для захисту зони зварювання, тоді як лазер часто використовує герметичний шлях променя.
Отже, підсумовуючи, лазерне зварювання зазвичай є кращим дляточність, автоматизація та якість зварювання.
Але MIG залишається конкурентоспроможним у виробництвітовстіші калібри за доступною ціною.
Правильний процес залежить від конкретного застосування зварювання та вимог до деталі.
4. Чи лазерне зварювання краще, ніж TIG-зварювання?
Зварювання вольфрамом в середовищі інертного газу (TIG) – це ручний, художньо майстерний процес, який може дати чудові результати на тонких матеріалах.
Однак лазерне зварювання має деякі переваги перед TIG:
1. Швидкість:Лазерне зварювання значно швидше, ніж TIG, для виробничих застосувань завдяки автоматизованій точності. Це підвищує продуктивність.
2. Точність:Сфокусований лазерний промінь забезпечує точність позиціонування до сотих часток міліметра. Людська рука не може досягти такого результату за допомогою TIG-зварювання.
3. Контроль:Такі змінні процесу, як підведена температура та геометрія зварного шва, суворо контролюються лазером, що забезпечує стабільні результати від партії до партії.
4. Матеріали:TIG-зварювання найкраще підходить для тонших струмопровідних матеріалів, тоді як лазерне зварювання відкриває ширший спектр комбінацій з різних матеріалів.
5. Автоматизація: Роботизовані лазерні системи дозволяють повністю автоматизувати зварювання без втоми, тоді як TIG зазвичай вимагає повної уваги та досвіду оператора.
Однак TIG-зварювання має перевагу длятонкомірна прецизійна робота або зварювання сплавівде необхідно ретельно регулювати теплову потужність. Для цих застосувань цінним є внесок кваліфікованого техніка.
5. Який недолік лазерного зварювання?
Як і будь-який промисловий процес, лазерне зварювання має деякі потенційні недоліки, які слід враховувати:
1. Вартість: Хоча потужні лазерні системи стають більш доступними, вони вимагають значних капіталовкладень порівняно з іншими методами зварювання.
2. Витратні матеріали:Газові форсунки та оптика з часом зношуються та потребують заміни, що збільшує вартість експлуатації.
3. Безпека:Для запобігання впливу високоінтенсивного лазерного променя необхідні суворі протоколи та закриті захисні корпуси.
4. Навчання:Оператори потребують навчання для безпечної роботи та належного обслуговування лазерного зварювального обладнання.
5. Лінія видимості:Лазерний промінь рухається по прямих лініях, тому складні геометрії можуть вимагати використання кількох променів або переміщення заготовки.
6. Поглинальна здатність:Деякі матеріали, такі як товста сталь або алюміній, можуть бути важкими для зварювання, якщо вони не поглинають лазерну хвилю належним чином.
Однак, за належних запобіжних заходів, навчання та оптимізації процесу, лазерне зварювання забезпечує переваги в продуктивності, точності та якості для багатьох промислових застосувань.
6. Чи потрібен газ для лазерного зварювання?
На відміну від процесів зварювання в середовищі захисного газу, лазерне зварювання не вимагає використання інертного захисного газу, що протікає над зоною зварювання. Це пояснюється тим, що:
1. Сфокусований лазерний промінь поширюється по повітрю, створюючи невелику високоенергетичну зварювальну ванну, яка плавиться та з'єднує матеріали.
2. Навколишнє повітря не іонізується, як газоплазмова дуга, і не заважає формуванню променя або зварного шва.
3. Зварний шов так швидко твердне від концентрованого тепла, що він утворюється раніше, ніж оксиди можуть утворитися на поверхні.
Однак, деякі спеціалізовані програми лазерного зварювання все ж можуть мати переваги від використання допоміжного газу:
1. Для реакційноздатних металів, таких як алюміній, газ захищає гарячу зварювальну ванну від кисню повітря.
2. Під час роботи з потужним лазером газ стабілізує плазмовий шлейф, що утворюється під час зварювання з глибоким проплавленням.
3. Газові струмені видаляють випари та сміття для кращого пропускання променя на брудні або пофарбовані поверхні.
Отже, підсумовуючи, хоча і не є абсолютно необхідним, інертний газ може мати переваги для конкретних складних застосувань лазерного зварювання або матеріалів. Але процес часто може добре працювати і без нього.
▶ Які матеріали можна зварювати лазером?
Майже всі метали можна зварювати лазером, включаючисталь, алюміній, титан, нікелеві сплави та інші.
Можливі навіть комбінації різнорідних металів. Головне, що вониповинен ефективно поглинати довжину лазерного випромінювання.
▶ Яку товщину матеріалів можна зварювати?
Листи тонкі, як0,1 мм та товщиною до 25 ммзазвичай можна зварювати лазером, залежно від конкретного застосування та потужності лазера.
Для товстіших секцій може знадобитися багатопрохідне зварювання або спеціальна оптика.
▶ Чи підходить лазерне зварювання для великосерійного виробництва?
Абсолютно. Роботизовані лазерні зварювальні комірки зазвичай використовуються у високошвидкісних, автоматизованих виробничих середовищах для таких застосувань, як автомобілебудування.
Досяжна швидкість пропускної здатності кілька метрів за хвилину.
▶ У яких галузях промисловості використовується лазерне зварювання?
Поширені застосування лазерного зварювання можна знайти вавтомобільна промисловість, електроніка, медичне обладнання, аерокосмічна промисловість, виробництво інструментів/штампів та дрібних прецизійних деталей.
Технологія єпостійно розширюється в нові сектори.
▶ Як вибрати лазерну зварювальну систему?
Фактори, які слід враховувати, включають матеріали заготовки, розмір/товщину, потреби в пропускній здатності, бюджет та необхідну якість зварювання.
Авторитетні постачальники можуть допомогти визначити правильний тип лазера, потужність, оптику та автоматизацію для вашого конкретного застосування.
▶ Які типи зварних швів можна виконувати?
Типові методи лазерного зварювання включають стикове, нахлесточне, кутове, прошивне та плакувальне зварювання.
Деякі інноваційні методи, такі як лазерне адитивне виробництво, також з'являються для ремонту та створення прототипів.
▶ Чи підходить лазерне зварювання для ремонтних робіт?
Так, лазерне зварювання добре підходить для точного ремонту дорогоцінних компонентів.
Концентроване підведення тепла мінімізує додаткові пошкодження основних матеріалів під час ремонту.
Хочете почати роботу з лазерним зварювальним апаратом?
Чому б не розглянути нас?
Час публікації: 12 лютого 2024 р.