Základný proces laserového zvárania spočíva v zaostrení laserového lúča na spojovaciu oblasť medzi dvoma materiálmi pomocou optického dodávacieho systému. Keď sa lúč dotkne materiálov, prenesie svoju energiu, čím rýchlo zahreje a roztaví malú oblasť.
1. Čo je to laserový zvárací stroj?
Laserový zvárací stroj je priemyselný nástroj, ktorý využíva laserový lúč ako koncentrovaný zdroj tepla na spájanie viacerých materiálov.
Medzi kľúčové vlastnosti laserových zváracích strojov patria:
1. Laserový zdroj:Väčšina moderných laserových zváračiek používa laserové diódy v pevnom skupenstve, ktoré produkujú vysokovýkonný laserový lúč v infračervenom spektre. Medzi bežné laserové zdroje patria CO2 lasery, vláknové lasery a diódové lasery.
2. Optika:Laserový lúč prechádza cez sériu optických komponentov, ako sú zrkadlá, šošovky a trysky, ktoré presne zaostrujú a smerujú lúč do oblasti zvaru. Teleskopické ramená alebo portály umiestňujú lúč do správnej polohy.
3. Automatizácia:Mnohé laserové zváračky sú vybavené integráciou počítačového numerického riadenia (CNC) a robotiky na automatizáciu zložitých zváracích vzorov a procesov. Programovateľné dráhy a spätnoväzobné senzory zabezpečujú presnosť.
4. Monitorovanie procesov:Integrované kamery, spektrometre a ďalšie senzory monitorujú proces zvárania v reálnom čase. Akékoľvek problémy s nastavením lúča, penetráciou alebo kvalitou je možné rýchlo odhaliť a vyriešiť.
5. Bezpečnostné blokovacie zariadenia:Ochranné kryty, dvierka a tlačidlá núdzového zastavenia chránia obsluhu pred vysokovýkonným laserovým lúčom. Blokovacie zariadenia vypnú laser, ak dôjde k porušeniu bezpečnostných protokolov.
Stručne povedané, laserový zvárací stroj je počítačom riadený, priemyselný presný nástroj, ktorý využíva zaostrený laserový lúč na automatizované, opakovateľné zváracie aplikácie.
2. Ako funguje laserové zváranie?
Medzi kľúčové fázy procesu laserového zvárania patria:
1. Generovanie laserového lúča:Pevná laserová dióda alebo iný zdroj produkuje infračervený lúč.
2. Doručenie lúča: Zrkadlá, šošovky a tryska presne zaostrujú lúč na úzke miesto na obrobku.
3. Ohrev materiálu:Lúč rýchlo zahrieva materiál s hustotou blížiacou sa k 106 W/cm2.
4. Tavenie a spájanie:V mieste spájania materiálov sa vytvorí malá tavenina. Ako tavenina tuhne, vzniká zvarový spoj.
5. Chladenie a opätovné stuhnutie: Zvarová oblasť sa ochladzuje vysokou rýchlosťou nad 104 °C/sekundu, čím sa vytvára jemnozrnná, kalená mikroštruktúra.
6. Postup:Lúč sa pohybuje alebo sa diely premiestňujú a proces sa opakuje, aby sa dokončil zvarový šev. Môže sa použiť aj inertný ochranný plyn.
Stručne povedané, laserové zváranie využíva intenzívne zaostrený laserový lúč a kontrolované tepelné cyklovanie na vytvorenie vysokokvalitných zvarov s nízkou tepelnou záťažou.
Poskytli sme užitočné informácie o laserových zváracích strojoch
Ako aj riešenia na mieru pre vaše podnikanie
3. Je laserové zváranie lepšie ako MIG?
V porovnaní s tradičnými procesmi zvárania kovov v inertnom plyne (MIG)...
Laserové zváranie ponúka niekoľko výhod:
1. Presnosť: Laserové lúče je možné zaostriť na malý bod s veľkosťou 0,1 – 1 mm, čo umožňuje veľmi presné a opakovateľné zvary. To je ideálne pre malé diely s vysokou toleranciou.
2. Rýchlosť:Rýchlosti zvárania laserom sú oveľa rýchlejšie ako pri MIG, najmä pri tenších hrúbkach. To zvyšuje produktivitu a skracuje časy cyklov.
3. Kvalita:Koncentrovaný zdroj tepla vytvára minimálne deformácie a úzke tepelne ovplyvnené zóny. Výsledkom sú silné a vysoko kvalitné zvary.
4. Automatizácia:Laserové zváranie sa dá ľahko automatizovať pomocou robotiky a CNC. To umožňuje zložité vzory a lepšiu konzistenciu v porovnaní s manuálnym MIG zváraním.
5. Materiály:Lasery dokážu spájať mnoho kombinácií materiálov vrátane zvarov z viacerých materiálov a rôznych kovov.
Zváranie MIG však mániektoré výhodycez laser v iných aplikáciách:
1. Náklady:MIG zariadenia majú nižšie počiatočné investičné náklady ako laserové systémy.
2. Hrubšie materiály:MIG je vhodnejší na zváranie hrubších oceľových profilov nad 3 mm, kde môže byť absorpcia laseru problematická.
3. Ochranný plyn:MIG používa na ochranu zvarovej oblasti ochranný štít inertného plynu, zatiaľ čo laser často používa utesnenú dráhu lúča.
Takže v skratke, laserové zváranie sa vo všeobecnosti uprednostňuje prepresnosť, automatizácia a kvalita zvárania.
MIG však zostáva konkurencieschopný vo výrobehrubšie meradlá za prijateľnú cenu.
Správny postup závisí od konkrétnej zváracej aplikácie a požiadaviek na diel.
4. Je laserové zváranie lepšie ako TIG zváranie?
Zváranie volfrámom v inertnom plyne (TIG) je manuálny, umelecky zručný proces, ktorý dokáže dosiahnuť vynikajúce výsledky na tenkých materiáloch.
Laserové zváranie má však oproti TIG zváraniu niekoľko výhod:
1. Rýchlosť:Laserové zváranie je vďaka svojej automatizovanej presnosti výrazne rýchlejšie ako TIG pre výrobné aplikácie. To zlepšuje priepustnosť.
2. Presnosť:Zaostrený laserový lúč umožňuje presnosť polohovania v rámci stotín milimetra. Ľudská ruka pri TIG zváraní to nedokáže.
3. Ovládanie:Procesné premenné, ako je tepelný vstup a geometria zvaru, sú prísne kontrolované laserom, čo zaisťuje konzistentné výsledky v každej dávke.
4. Materiály:TIG je najlepší pre tenšie vodivé materiály, zatiaľ čo laserové zváranie otvára širšiu škálu kombinácií viacerých materiálov.
5. Automatizácia: Robotické laserové systémy umožňujú plne automatizované zváranie bez únavy, zatiaľ čo TIG si vo všeobecnosti vyžaduje plnú pozornosť a odborné znalosti operátora.
Zváranie TIG si však zachováva výhodu...presné zváranie tenkých profilov alebo zváranie zliatinkde je potrebné starostlivo modulovať tepelný príkon. Pre tieto aplikácie je zásah skúseného technika cenný.
5. Aká je nevýhoda laserového zvárania?
Rovnako ako pri každom priemyselnom procese, aj laserové zváranie má určité potenciálne nevýhody, ktoré treba zvážiť:
1. Náklady: Hoci sú laserové systémy s vysokým výkonom cenovo dostupnejšie, vyžadujú si v porovnaní s inými metódami zvárania značné kapitálové investície.
2. Spotrebný materiál:Plynové trysky a optika sa časom opotrebúvajú a musia sa vymeniť, čo zvyšuje náklady na vlastníctvo.
3. Bezpečnosť:Na zabránenie vystavenia vysokointenzívnemu laserovému lúču sú potrebné prísne protokoly a uzavreté bezpečnostné kryty.
4. Školenie:Operátori potrebujú školenie, aby mohli bezpečne pracovať a správne udržiavať laserové zváracie zariadenia.
5. Zorná línia:Laserový lúč sa pohybuje priamočiaro, takže zložité geometrie môžu vyžadovať viacero lúčov alebo zmenu polohy obrobku.
6. Absorpčná schopnosť:Niektoré materiály, ako napríklad hrubá oceľ alebo hliník, sa ťažko zvárajú, ak neabsorbujú efektívne špecifickú vlnovú dĺžku laseru.
S náležitým zameraním, školením a optimalizáciou procesov však laserové zváranie prináša výhody v oblasti produktivity, presnosti a kvality pre mnohé priemyselné aplikácie.
6. Potrebuje laserové zváranie plyn?
Na rozdiel od zvárania v ochrannej atmosfére plynu si laserové zváranie nevyžaduje použitie inertného ochranného plynu prúdiaceho cez zvarovú oblasť. Je to preto, že:
1. Zaostrený laserový lúč sa šíri vzduchom a vytvára malý, vysokoenergetický zvarový kúpeľ, ktorý sa roztaví a spojí materiály.
2. Okolitý vzduch nie je ionizovaný ako plazmový oblúk a neinterferuje s lúčom ani s tvorbou zvaru.
3. Zvar tuhne v dôsledku koncentrovaného tepla tak rýchlo, že sa vytvorí skôr, ako sa na povrchu stihnú vytvoriť oxidy.
Niektoré špecializované aplikácie laserového zvárania však môžu mať stále prospech z použitia pomocného plynu:
1. V prípade reaktívnych kovov, ako je hliník, plyn chráni horúci zvarový kúpeľ pred kyslíkom vo vzduchu.
2. Pri prácach s vysokovýkonným laserom plyn stabilizuje plazmový oblak, ktorý sa tvorí počas zvarov s hlbokým prevarením.
3. Plynové trysky odstraňujú výpary a nečistoty pre lepší prenos lúča na znečistených alebo natretých povrchoch.
Takže v skratke, hoci nie je nevyhnutne potrebný, inertný plyn môže poskytnúť výhody pre špecifické náročné aplikácie laserového zvárania alebo materiály. Proces však často funguje dobre aj bez neho.
▶ Aké materiály je možné zvárať laserom?
Takmer všetky kovy sa dajú zvárať laserom vrátaneoceľ, hliník, titán, zliatiny niklu a ďalšie.
Možné sú aj kombinácie rôznych kovov. Kľúčové je, žemusí efektívne absorbovať laserovú vlnovú dĺžku.
▶ Akú hrúbku materiálov je možné zvárať?
Plechy tenké ako0,1 mm a hrúbka až 25 mmsa zvyčajne dajú zvárať laserom, v závislosti od konkrétnej aplikácie a výkonu lasera.
Hrubšie úseky môžu vyžadovať viacvrstvové zváranie alebo špeciálnu optiku.
▶ Je laserové zváranie vhodné pre veľkoobjemovú výrobu?
Rozhodne. Robotické laserové zváracie bunky sa bežne používajú vo vysokorýchlostných, automatizovaných výrobných prostrediach pre aplikácie, ako je automobilová výroba.
Je možné dosiahnuť priepustnosť niekoľkých metrov za minútu.
▶ V ktorých odvetviach sa používa laserové zváranie?
Bežné aplikácie laserového zvárania možno nájsť vautomobilový priemysel, elektronika, zdravotnícke pomôcky, letecký priemysel, výroba nástrojov/form a malých presných dielov.
Technológia jeneustále expanduje do nových sektorov.
▶ Ako si mám vybrať laserový zvárací systém?
Medzi faktory, ktoré treba zvážiť, patria materiály obrobkov, veľkosť/hrúbka, požiadavky na priepustnosť, rozpočet a požadovaná kvalita zvaru.
Renomovaní dodávatelia vám môžu pomôcť s výberom správneho typu laseru, výkonu, optiky a automatizácie pre vašu konkrétnu aplikáciu.
▶ Aké typy zvarov je možné vykonať?
Medzi typické techniky laserového zvárania patria tupé, prekrývajúce, kútové, prepichovacie a plátovacie zvary.
Pre aplikácie opráv a prototypovania sa objavujú aj niektoré inovatívne metódy, ako napríklad laserová aditívna výroba.
▶ Je laserové zváranie vhodné na opravy?
Áno, laserové zváranie je vhodné na presnú opravu vysokohodnotných komponentov.
Koncentrovaný tepelný vstup minimalizuje dodatočné poškodenie základných materiálov počas opravy.
Chcete začať s laserovým zváracím strojom?
Prečo nás nezvážiť?
Čas uverejnenia: 12. februára 2024