Podstawowy proces spawania laserowego polega na skupieniu wiązki laserowej na połączeniu dwóch materiałów za pomocą układu optycznego. W momencie zetknięcia się wiązki z materiałami, przenosi ona swoją energię, szybko nagrzewając i topiąc niewielki obszar.
1. Czym jest spawarka laserowa?
Maszyna do spawania laserowego jest narzędziem przemysłowym wykorzystującym wiązkę laserową jako skoncentrowane źródło ciepła w celu łączenia ze sobą wielu materiałów.
Do najważniejszych cech urządzeń do spawania laserowego należą:
1. Źródło lasera:Większość nowoczesnych spawarek laserowych wykorzystuje półprzewodnikowe diody laserowe, które generują wiązkę laserową o dużej mocy w paśmie podczerwonym. Do popularnych źródeł laserowych należą lasery CO2, światłowodowe i diodowe.
2. Optyka:Wiązka laserowa przechodzi przez szereg elementów optycznych, takich jak lustra, soczewki i dysze, które precyzyjnie skupiają i kierują wiązkę na obszar spawania. Ramiona teleskopowe lub gantry pozycjonują wiązkę.
3. Automatyzacja:Wiele spawarek laserowych jest zintegrowanych z komputerowym sterowaniem numerycznym (CNC) i robotyką, co pozwala na automatyzację złożonych wzorów i procesów spawania. Programowalne ścieżki i czujniki sprzężenia zwrotnego zapewniają dokładność.
4. Monitorowanie procesów:Zintegrowane kamery, spektrometry i inne czujniki monitorują proces spawania w czasie rzeczywistym. Wszelkie problemy z ustawieniem wiązki, penetracją lub jakością mogą zostać szybko wykryte i rozwiązane.
5. Blokady bezpieczeństwa:Obudowy ochronne, drzwi i przyciski awaryjnego zatrzymania chronią operatorów przed silną wiązką lasera. Blokady wyłączają laser w przypadku naruszenia protokołów bezpieczeństwa.
Podsumowując, spawarka laserowa jest sterowanym komputerowo, precyzyjnym narzędziem przemysłowym, które wykorzystuje skupioną wiązkę lasera do zautomatyzowanych, powtarzalnych zastosowań spawalniczych.
2. Jak działa spawanie laserowe?
Oto kilka kluczowych etapów procesu spawania laserowego:
1. Generowanie wiązki laserowej:Półprzewodnikowa dioda laserowa lub inne źródło wytwarza wiązkę podczerwieni.
2. Dostawa wiązki: Lustra, soczewki i dysza precyzyjnie skupiają wiązkę światła w ciasnym miejscu obrabianego przedmiotu.
3. Ogrzewanie materiału:Wiązka szybko nagrzewa materiał, którego gęstość zbliża się do 106 W/cm2.
4. Topienie i łączenie:W miejscu połączenia materiałów tworzy się małe jeziorko stopu. W miarę krzepnięcia jeziorka powstaje spoina.
5. Chłodzenie i ponowne zestalanie: Obszar spoiny stygnie z dużą szybkością, powyżej 104°C/sekundę, tworząc drobnoziarnistą, utwardzoną mikrostrukturę.
6. Postęp:Belka przesuwa się lub elementy są ponownie pozycjonowane, a proces powtarza się, aby ukończyć spoinę. Można również zastosować osłonę gazową.
Podsumowując, spawanie laserowe polega na użyciu silnie skupionej wiązki laserowej i kontrolowanych cykli termicznych, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości spoin strefowych o niskim wpływie ciepła.
Dostarczyliśmy pomocne informacje na temat maszyn do spawania laserowego
Oraz rozwiązania dostosowane do potrzeb Twojej firmy
3. Czy spawanie laserowe jest lepsze od spawania metodą MIG?
W porównaniu do tradycyjnych procesów spawania metodą MIG...
Spawanie laserowe oferuje szereg zalet:
1. Precyzja: Wiązki laserowe można skupić na maleńkim punkcie o wielkości 0,1-1 mm, co umożliwia bardzo precyzyjne i powtarzalne spoiny. Jest to idealne rozwiązanie w przypadku małych elementów o wysokiej tolerancji.
2. Prędkość:Szybkość spawania laserowego jest znacznie wyższa niż w przypadku spawania metodą MIG, szczególnie w przypadku cieńszych materiałów. To poprawia wydajność i skraca czas cyklu.
3. Jakość:Skoncentrowane źródło ciepła zapewnia minimalne odkształcenia i wąskie strefy wpływu ciepła. Efektem są mocne, wysokiej jakości spoiny.
4. Automatyzacja:Spawanie laserowe można łatwo zautomatyzować za pomocą robotyki i CNC. Umożliwia to tworzenie złożonych wzorów i zapewnia lepszą powtarzalność w porównaniu z ręcznym spawaniem metodą MIG.
5. Materiały:Lasery umożliwiają łączenie wielu materiałów, w tym spawanie wielu materiałów i różnych metali.
Jednakże spawanie metodą MIG maniektóre zaletyw porównaniu z laserem w innych zastosowaniach:
1. Koszt:Koszty początkowe inwestycji w urządzenia MIG są niższe niż w przypadku systemów laserowych.
2. Grubsze materiały:Metoda MIG lepiej nadaje się do spawania grubszych profili stalowych o grubości powyżej 3 mm, w przypadku których absorpcja lasera może być problematyczna.
3. Gaz osłonowy:Podczas spawania metodą MIG do ochrony obszaru spawania używana jest osłona z gazu obojętnego, natomiast w przypadku spawania laserowego często stosuje się uszczelnioną ścieżkę wiązki.
Podsumowując, spawanie laserowe jest ogólnie preferowane w przypadkuprecyzja, automatyzacja i jakość spawania.
Jednak MIG pozostaje konkurencyjny w produkcjigrubsze grubości w przystępnej cenie.
Właściwy proces zależy od konkretnego zastosowania spawania i wymagań danej części.
4. Czy spawanie laserowe jest lepsze od spawania metodą TIG?
Spawanie metodą TIG (spawanie gazem obojętnym) to ręczny, wymagający umiejętności artystycznych proces, który może dać doskonałe efekty w przypadku cienkich materiałów.
Spawanie laserowe ma jednak pewne zalety w porównaniu z metodą TIG:
1. Prędkość:Spawanie laserowe jest znacznie szybsze niż spawanie metodą TIG w zastosowaniach produkcyjnych ze względu na precyzję automatyzacji. To poprawia wydajność.
2. Precyzja:Skupiona wiązka lasera pozwala na precyzję pozycjonowania do setnych części milimetra. W przypadku TIG ludzka ręka nie jest w stanie tego osiągnąć.
3. Kontrola:Zmienne procesu, takie jak ilość wprowadzanego ciepła i geometria spoiny, są ściśle kontrolowane za pomocą lasera, co gwarantuje spójne wyniki dla każdej partii.
4. Materiały:Metoda TIG najlepiej sprawdza się w przypadku cieńszych materiałów przewodzących, natomiast spawanie laserowe pozwala na większą różnorodność kombinacji wielu materiałów.
5. Automatyzacja: Systemy laserowe robotów pozwalają na całkowicie zautomatyzowane spawanie bez zmęczenia, podczas gdy spawanie TIG wymaga pełnej uwagi i doświadczenia operatora.
Spawanie metodą TIG zachowuje jednak przewagępraca precyzyjna przy cienkich elementach lub spawanie stopówgdzie dopływ ciepła musi być starannie modulowany. W takich zastosowaniach cenna jest pomoc wykwalifikowanego technika.
5. Jakie są wady spawania laserowego?
Jak w przypadku każdego procesu przemysłowego, spawanie laserowe ma pewne potencjalne wady, które należy wziąć pod uwagę:
1. Koszt: Choć stają się coraz bardziej przystępne cenowo, systemy laserowe dużej mocy wymagają znacznych nakładów inwestycyjnych w porównaniu z innymi metodami spawania.
2. Materiały eksploatacyjne:Dysze gazowe i elementy optyczne z czasem ulegają degradacji i wymagają wymiany, co zwiększa koszty eksploatacji.
3. Bezpieczeństwo:Aby zapobiec narażeniu na działanie wiązki laserowej o dużej intensywności, konieczne jest przestrzeganie ścisłych protokołów i stosowanie zamkniętych obudów bezpieczeństwa.
4. Szkolenie:Operatorzy muszą odbyć szkolenie, aby móc bezpiecznie pracować i prawidłowo konserwować sprzęt do spawania laserowego.
5. Linia wzroku:Wiązka laserowa porusza się po liniach prostych, dlatego skomplikowane geometrie mogą wymagać użycia wielu wiązek lub zmiany położenia obrabianego przedmiotu.
6. Chłonność:Niektóre materiały, takie jak gruba stal lub aluminium, mogą być trudne do spawania, jeśli nie absorbują efektywnie specyficznej długości fali lasera.
Jednakże przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności, szkoleń i optymalizacji procesów spawanie laserowe zapewnia większą wydajność, precyzję i jakość w wielu zastosowaniach przemysłowych.
6. Czy spawanie laserowe wymaga gazu?
W przeciwieństwie do procesów spawania w osłonie gazowej, spawanie laserowe nie wymaga stosowania obojętnego gazu osłonowego przepływającego nad obszarem spawania. Dzieje się tak, ponieważ:
1. Skupiona wiązka lasera przemieszcza się przez powietrze, tworząc małe jeziorko spawalnicze o dużej energii, które topi i łączy materiały.
2. Otaczające powietrze nie jest jonizowane jak w przypadku łuku plazmowego i nie zakłóca tworzenia wiązki ani spoiny.
3. Spoina twardnieje tak szybko pod wpływem skoncentrowanego ciepła, że powstaje zanim na powierzchni zdążą utworzyć się tlenki.
Jednakże w przypadku niektórych specjalistycznych zastosowań spawania laserowego nadal korzystne może okazać się stosowanie gazu wspomagającego:
1. W przypadku metali reaktywnych, np. aluminium, gaz chroni gorące jeziorko spawalnicze przed tlenem z powietrza.
2. W przypadku spawania laserem o dużej mocy gaz stabilizuje smugę plazmy, która tworzy się podczas spawania z głęboką penetracją.
3. Strumienie gazu usuwają opary i zanieczyszczenia, zapewniając lepszą transmisję wiązki światła na brudnych lub malowanych powierzchniach.
Podsumowując, choć gaz obojętny nie jest absolutnie konieczny, może on przynieść korzyści w przypadku niektórych wymagających zastosowań lub materiałów do spawania laserowego. Proces ten może jednak przebiegać pomyślnie również bez niego.
▶ Jakie materiały można spawać laserowo?
Prawie wszystkie metale można spawać laserowo, w tymstal, aluminium, tytan, stopy niklu i wiele innych.
Możliwe są nawet połączenia różnych metali. Kluczem jest to, żemusi efektywnie absorbować długość fali lasera.
▶ Jaką grubość materiałów można spawać?
Arkusze tak cienkie jak0,1 mm i grubości do 25 mmzazwyczaj można je spawać laserowo, w zależności od konkretnego zastosowania i mocy lasera.
Grubsze przekroje mogą wymagać spawania wielowarstwowego lub specjalnej optyki.
▶ Czy spawanie laserowe nadaje się do produkcji wielkoseryjnej?
Zdecydowanie. Zrobotyzowane stanowiska do spawania laserowego są powszechnie stosowane w szybkich, zautomatyzowanych środowiskach produkcyjnych, takich jak produkcja samochodów.
Możliwe jest osiągnięcie przepustowości rzędu kilku metrów na minutę.
▶ W jakich gałęziach przemysłu stosuje się spawanie laserowe?
Typowe zastosowania spawania laserowego można znaleźć wmotoryzacja, elektronika, urządzenia medyczne, przemysł lotniczy i kosmiczny, produkcja narzędzi/matryc i małych precyzyjnych części.
Technologia jestciągła ekspansja na nowe sektory.
▶ Jak wybrać system spawania laserowego?
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to m.in. materiały obrabianego przedmiotu, rozmiar/grubość, zapotrzebowanie na przepustowość, budżet i wymagana jakość spoiny.
Renomowani dostawcy mogą pomóc w doborze odpowiedniego typu lasera, mocy, optyki i automatyki do konkretnego zastosowania.
▶ Jakie rodzaje spoin można wykonać?
Do typowych technik spawania laserowego zalicza się spawanie czołowe, zakładkowe, pachwinowe, przebijanie i napawanie.
Niektóre innowacyjne metody, jak na przykład drukowanie addytywne laserowe, pojawiają się również w zastosowaniach naprawczych i prototypowaniu.
▶ Czy spawanie laserowe nadaje się do prac naprawczych?
Tak, spawanie laserowe doskonale nadaje się do precyzyjnych napraw wartościowych podzespołów.
Skoncentrowane dopływy ciepła minimalizują dodatkowe uszkodzenia materiałów bazowych podczas naprawy.
Chcesz zacząć korzystać ze spawarki laserowej?
Dlaczego nie wziąć pod uwagę naszej firmy?
Czas publikacji: 12 lutego 2024 r.