Den grundläggande lasersvetsprocessen innebär att en laserstråle fokuseras på fogområdet mellan två material med hjälp av ett optiskt leveranssystem. När strålen kommer i kontakt med materialen överför den sin energi, vilket snabbt värmer upp och smälter ett litet område.
Innehållsförteckning
1. Vad är en lasersvetsmaskin?
En lasersvetsmaskin är ett industriverktyg som använder en laserstråle som en koncentrerad värmekälla för att sammanfoga flera material.
Några viktiga egenskaper hos lasersvetsmaskiner inkluderar:
1. Laserkälla:De flesta moderna lasersvetsar använder fastfaslaserdioder som producerar en högpresterande laserstråle i det infraröda spektrumet. Vanliga laserkällor inkluderar CO2-, fiber- och diodlasrar.
2. Optik:Laserstrålen färdas genom en serie optiska komponenter som speglar, linser och munstycken som fokuserar och riktar strålen mot svetsområdet med precision. Teleskoparmar eller portaler positionerar strålen.
3. Automatisering:Många lasersvetsar har integrerad CNC-styrning (computer numeric control) och robotteknik för att automatisera komplexa svetsmönster och processer. Programmerbara svetsbanor och återkopplingssensorer säkerställer noggrannhet.
4. Processövervakning:Integrerade kameror, spektrometrar och andra sensorer övervakar svetsprocessen i realtid. Eventuella problem med stråljustering, penetration eller kvalitet kan snabbt upptäckas och åtgärdas.
5. Säkerhetsspärrar:Skyddshöljen, dörrar och nödstoppsknappar skyddar operatörerna från den kraftfulla laserstrålen. Förreglingar stänger av lasern om säkerhetsprotokollen bryts.
Sammanfattningsvis är en lasersvetsmaskin ett datorstyrt, industriellt precisionsverktyg som använder en fokuserad laserstråle för automatiserade, repeterbara svetsapplikationer.
2. Hur fungerar lasersvetsning?
Några viktiga steg i lasersvetsprocessen inkluderar:
1. Laserstrålegenerering:En fastfaslaserdiod eller annan källa producerar en infraröd stråle.
2. Strålleverans: Speglar, linser och ett munstycke fokuserar strålen exakt till en trång punkt på arbetsstycket.
3. Materialuppvärmning:Strålen värmer materialet snabbt, med en densitet som närmar sig 106 W/cm2.
4. Smältning och sammanfogning:En liten smältpöl bildas där materialen smälter samman. När pölen stelnar skapas en svetsfog.
5. Kylning och återstelning: Svetsområdet kyls ner med höga hastigheter över 104 °C/sekund, vilket skapar en finkornig, härdad mikrostruktur.
6. Progression:Strålen rör sig eller så ompositioneras delarna och processen upprepas för att slutföra svetssömmen. Inert skyddsgas kan också användas.
Sammanfattningsvis använder lasersvetsning en intensivt fokuserad laserstråle och kontrollerad termisk cykling för att producera högkvalitativa svetsfogar med låg värmepåverkan.
Vi tillhandahöll användbar information om lasersvetsmaskiner
Samt skräddarsydda lösningar för ditt företag
3. Är lasersvetsning bättre än MIG?
Jämfört med traditionella MIG-svetsprocesser (metallinert gas)...
Lasersvetsning erbjuder flera fördelar:
1. Precision: Laserstrålar kan fokuseras till en liten punkt på 0,1–1 mm, vilket möjliggör mycket exakta och repeterbara svetsar. Detta är idealiskt för små delar med hög tolerans.
2. Hastighet:Svetshastigheterna för lasern är mycket snabbare än för MIG, särskilt på tunnare ledare. Detta förbättrar produktiviteten och minskar cykeltiderna.
3. Kvalitet:Den koncentrerade värmekällan producerar minimal distorsion och smalnar av värmepåverkade zoner. Detta resulterar i starka svetsfogar av hög kvalitet.
4. Automatisering:Lasersvetsning automatiseras enkelt med hjälp av robotteknik och CNC. Detta möjliggör komplexa mönster och förbättrad konsistens jämfört med manuell MIG-svetsning.
5. Material:Lasrar kan sammanfoga många materialkombinationer, inklusive svetsfogar av flera material och olika metaller.
MIG-svetsning har docknågra fördelaröver laser i andra tillämpningar:
1. Kostnad:MIG-utrustning har en lägre initial investeringskostnad än lasersystem.
2. Tjockare material:MIG är bättre lämpat för svetsning av tjockare stålprofiler över 3 mm, där laserabsorption kan vara problematisk.
3. Skyddsgas:MIG använder ett inert gasskydd för att skydda svetsområdet, medan laser ofta använder en förseglad strålgång.
Så sammanfattningsvis är lasersvetsning generellt att föredra förprecision, automatisering och svetskvalitet.
Men MIG är fortfarande konkurrenskraftig för produktionen avtjockare mätare på en budget.
Rätt process beror på den specifika svetsapplikationen och kraven på delen.
4. Är lasersvetsning bättre än TIG-svetsning?
TIG-svetsning (volframinert gas) är en manuell, konstnärligt skicklig process som kan ge utmärkta resultat på tunna material.
Lasersvetsning har dock vissa fördelar jämfört med TIG:
1. Hastighet:Lasersvetsning är betydligt snabbare än TIG för produktionstillämpningar tack vare dess automatiserade precision. Detta förbättrar genomströmningen.
2. Precision:Den fokuserade laserstrålen möjliggör positioneringsnoggrannhet inom hundradels millimeter. Detta kan inte matchas av en mänsklig hand med TIG.
3. Kontroll:Processvariabler som värmetillförsel och svetsgeometri styrs noggrant med en laser, vilket säkerställer konsekventa resultat sats efter sats.
4. Material:TIG är bäst för tunnare ledande material, medan lasersvetsning öppnar upp för en större variation av kombinationer av flera material.
5. Automatisering: Robotiska lasersystem möjliggör helt automatiserad svetsning utan trötthet, medan TIG i allmänhet kräver operatörens fulla uppmärksamhet och expertis.
TIG-svetsning har dock en fördel förtunnmalmsvetsning eller legeringssvetsningdär värmetillförseln måste moduleras noggrant. För dessa tillämpningar är en skicklig teknikers handlag värdefullt.
5. Vad är nackdelen med lasersvetsning?
Precis som med alla industriella processer har lasersvetsning vissa potentiella nackdelar att beakta:
1. Kostnad: Även om de blir mer prisvärda kräver högeffektslasersystem en betydande kapitalinvestering jämfört med andra svetsmetoder.
2. Förbrukningsvaror:Gasmunstycken och optik försämras med tiden och måste bytas ut, vilket ökar ägandekostnaden.
3. Säkerhet:Strikta protokoll och slutna säkerhetshöljen krävs för att förhindra exponering för den högintensiva laserstrålen.
4. Träning:Operatörer behöver utbildning för att arbeta säkert och korrekt underhålla lasersvetsutrustning.
5. Siktlinje:Laserstrålen färdas i raka linjer, så komplexa geometrier kan kräva flera strålar eller ompositionering av arbetsstycket.
6. Absorptionsförmåga:Vissa material som tjockt stål eller aluminium kan vara svåra att svetsa om de inte absorberar laserns specifika våglängd effektivt.
Med lämpliga försiktighetsåtgärder, utbildning och processoptimering ger dock lasersvetsning produktivitets-, precisions- och kvalitetsfördelar för många industriella tillämpningar.
6. Behöver lasersvetsning gas?
Till skillnad från gasskyddade svetsprocesser kräver lasersvetsning inte användning av en inert skyddsgas som flödar över svetsområdet. Detta beror på:
1. Den fokuserade laserstrålen färdas genom luften och skapar en liten, högenergisk svetsbassäng som smälter och sammanfogar materialen.
2. Omgivande luft joniseras inte som en gasplasmabåge och stör inte strålens eller svetsbildningen.
3. Svetsfogen stelnar så snabbt av den koncentrerade värmen att den bildas innan oxider kan bildas på ytan.
Emellertid kan vissa specialiserade lasersvetsapplikationer fortfarande dra nytta av att använda en hjälpgas:
1. För reaktiva metaller som aluminium skyddar gasen den heta svetsbadet från syre i luften.
2. Vid högpresterande laserjobb stabiliserar gasen plasmaplymen som bildas under djupa penetrationssvetsar.
3. Gasstrålar avlägsnar ångor och skräp för bättre strålöverföring på smutsiga eller målade ytor.
Så sammanfattningsvis kan inert gas, även om det inte är absolut nödvändigt, ge fördelar för specifika utmanande lasersvetsapplikationer eller material. Men processen kan ofta fungera bra utan den.
▶ Vilka material kan lasersvetsas?
Nästan alla metaller kan lasersvetsas, inklusivestål, aluminium, titan, nickellegeringar och mer.
Även olika metallkombinationer är möjliga. Nyckeln är att demåste absorbera laservåglängden effektivt.
▶ Hur tjocka material kan svetsas?
Lakan så tunna som0,1 mm och så tjock som 25 mmkan vanligtvis lasersvetsas, beroende på den specifika applikationen och lasereffekten.
Tjockare sektioner kan kräva flersträngssvetsning eller specialoptik.
▶ Är lasersvetsning lämplig för storskalig produktion?
Absolut. Robotiska lasersvetsceller används ofta i höghastighets-, automatiserade produktionsmiljöer för tillämpningar som fordonstillverkning.
Genomströmningshastigheter på flera meter per minut är uppnåeliga.
▶ Vilka branscher använder lasersvetsning?
Vanliga lasersvetsningstillämpningar finns ifordonsindustrin, elektronik, medicintekniska produkter, flyg- och rymdindustrin, verktyg/formar och tillverkning av små precisionsdelar.
Tekniken ärkontinuerlig expansion till nya sektorer.
▶ Hur väljer jag ett lasersvetssystem?
Faktorer att beakta inkluderar arbetsstyckets material, storlek/tjocklek, genomströmningsbehov, budget och erforderlig svetskvalitet.
Välrenommerade leverantörer kan hjälpa till att specificera rätt lasertyp, effekt, optik och automation för just din applikation.
▶ Vilka typer av svetsar kan tillverkas?
Typiska lasersvetsningstekniker inkluderar stumsvetsar, överlappsvetsar, kälsvetsar, hålsvetsar och beklädnadssvetsar.
Några innovativa metoder som laseradditiv tillverkning dyker också upp för reparations- och prototyptillverkning.
▶ Är lasersvetsning lämplig för reparationsarbeten?
Ja, lasersvetsning är väl lämpad för precisionsreparation av högvärdiga komponenter.
Den koncentrerade värmetillförseln minimerar ytterligare skador på grundmaterialen under reparationen.
Vill du komma igång med en lasersvetsmaskin?
Varför inte överväga oss?
Publiceringstid: 12 februari 2024