Основний процес лазерного зварювання передбачає фокусування лазерного променя на зоні з’єднання двох матеріалів за допомогою оптичної системи доставки. Коли промінь контактує з матеріалами, він передає свою енергію, швидко нагріваючи та розплавляючи невелику ділянку.
1. Що таке лазерний зварювальний апарат?
Лазерний зварювальний апарат — це промисловий інструмент, який використовує лазерний промінь як джерело концентрованого тепла для з’єднання кількох матеріалів.
Деякі основні характеристики лазерних зварювальних апаратів включають:
1. Лазерне джерело:Більшість сучасних лазерних зварювальних апаратів використовують твердотільні лазерні діоди, які створюють лазерний промінь високої потужності в інфрачервоному спектрі. Поширені лазерні джерела включають CO2, волоконний і діодний лазери.
2. Оптика:Лазерний промінь проходить через серію оптичних компонентів, таких як дзеркала, лінзи та сопла, які з високою точністю фокусують і спрямовують промінь на область зварювання. Телескопічні кронштейни або портали розміщують балку.
3. Автоматизація:Багато лазерних зварювальних апаратів мають інтеграцію з комп’ютерним числовим керуванням (ЧПК) і робототехніку для автоматизації складних моделей і процесів зварювання. Програмовані шляхи і 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 вирішити.
5. Блокування безпеки:Захисні кожухи, двері та кнопки електронної зупинки захищають операторів від потужного лазерного променя. Блокування вимикають лазер, якщо порушуються протоколи безпеки.
Таким чином, лазерний зварювальний апарат — це керований комп’ютером промисловий прецизійний інструмент, який використовує сфокусований лазерний промінь для автоматизованого повторюваного зварювання.
2. Як працює лазерне зварювання?
Деякі ключові етапи процесу лазерного зварювання включають:
1. Генерація лазерного променя:Твердотільний лазерний діод або інше джерело створює інфрачервоний промінь.
2. Доставка променя: Дзеркала, лінзи та насадка точно фокусують промінь у вузьку точку заготовки.
3. Нагрівання матеріалу:Промінь швидко нагріває матеріал, щільність якого наближається до 106 Вт/см2.
4. Плавлення та з'єднання:У місці злиття матеріалів утворюється невелика купа розплаву. У міру застигання басейну утворюється зварний шов.
5. Охолодження та повторне затвердіння: Область зварного шва охолоджується з високою швидкістю понад 104°C/с, утворюючи дрібнозернисту загартовану мікроструктуру.
6. Прогресія:Промінь рухається або деталі переміщуються, і процес повторюється для завершення зварного шва. Також можна використовувати інертний захисний газ.
Отже, підводячи підсумок, лазерне зварювання використовує інтенсивно сфокусований лазерний промінь і контрольований термоцикл для отримання високоякісних зварних швів із низьким нагріванням.
Ми надали корисну інформацію про лазерні зварювальні машини
А також індивідуальні рішення для вашого бізнесу
3. Чи краще лазерне зварювання, ніж MIG?
У порівнянні з традиційними процесами зварювання металу інертним газом (MIG)...
Лазерне зварювання має ряд переваг:
1. Точність: Лазерні промені можна сфокусувати в крихітній точці розміром 0,1-1 мм, що забезпечує дуже точні повторювані зварні шви. Це ідеально підходить для невеликих деталей з високим допуском.
2. Швидкість:Швидкість зварювання за допомогою лазера значно вища, ніж зварювання MIG, особливо на тонкішому калібру. Це підвищує продуктивність і скорочує час циклу.
3. Якість:Концентроване джерело тепла створює мінімальні спотворення та вузькі зони теплового 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 консистенцію порівняно з ручним зварюванням MIG.
5. Матеріали:Лазери можуть з’єднувати багато комбінацій матеріалів, у тому числі зварювання різних матеріалів і різнорідних металів.
Однак зварювання MIG маєдеякі перевагинад лазером в інших програмах:
1. Вартість:Обладнання MIG має нижчу початкову інвестиційну вартість, ніж лазерні системи.
2. Більш товсті матеріали:MIG краще підходить для зварювання більш товстих сталевих секцій понад 3 мм, де лазерне поглинання може бути проблематичним.
3. Захисний газ:MIG використовує екран інертного газу для захисту зони зварювання, тоді як лазер часто використовує герметичний шлях променя.
Таким чином, лазерне зварювання зазвичай є кращимточність, автоматизація та якість зварювання.
Але МІГ залишається конкурентоспроможним для виробництвабільш товсті датчики за бюджетом.
Правильний процес залежить від конкретного застосування зварювання та вимог до деталей.
4. Чи краще лазерне зварювання, ніж зварювання TIG?
Зварювання в інертному газі вольфраму (TIG) – це ручний, майстерно виконаний процес, який може дати чудові результати на тонких матеріалах.
Однак лазерне зварювання має деякі переваги перед TIG:
1. Швидкість:Лазерне зварювання є значно швидшим, ніж TIG, для виробничих застосувань завдяки своїй автоматизованій точності. Це покращує пропускну здатність.
2. Точність:Сфокусований лазерний промінь забезпечує точність позиціонування в межах сотих часток міліметра. Це не може зрівнятися людська рука з TIG.
3. Контроль:Змінні процесу, такі як підведення тепла та геометрія зварного шва, чітко контролюються лазером, що забезпечує незмінні результати партією за партією.
4. Матеріали:TIG найкраще підходить для тонших струмопровідних матеріалів, тоді як лазерне зварювання відкриває ширшу різноманітність комбінацій із кількох матеріалів.
5. Автоматизація: Роботизовані лазерні системи дозволяють виконувати повністю автоматизоване зварювання без втоми, тоді як TIG зазвичай вимагає повної уваги та досвіду оператора.
Однак зварювання TIG зберігає перевагу дляточні роботи з тонким калібром або зварювання сплавівде надходження тепла необхідно ретельно модулювати. Для цих застосувань важливий дотик кваліфікованого техніка.
5. У чому недолік лазерного зварювання?
Як і будь-який промисловий процес, лазерне зварювання має деякі потенційні недоліки, які слід враховувати:
1. Вартість: Незважаючи на те, що потужні лазерні системи стають доступнішими, вони потребують значних капіталовкладень порівняно з іншими методами зварювання.
2. Витратні матеріали:Газові форсунки та оптика з часом погіршуються, і їх необхідно замінити, що збільшує вартість володіння.
3. Безпека:Потрібні суворі протоколи та закриті захисні кожухи, щоб запобігти впливу лазерного променя високої інтенсивності.
4. Навчання:Оператори потребують навчання для безпечної роботи та належного обслуговування лазерного зварювального обладнання.
5. Лінія видимості:Лазерний промінь рухається прямолінійно, тому для складних геометрій може знадобитися кілька променів або зміна положення заготовки.
6. Поглинаюча здатність:Певні матеріали, такі як товста сталь або алюміній, важко зварювати, якщо вони не поглинають довжину хвилі лазера ефективно.
Однак за умови належних запобіжних заходів, навчання та оптимізації процесу лазерне зварювання забезпечує продуктивність, точність і якість для багатьох промислових застосувань.
6. Чи потрібен газ для лазерного зварювання?
На відміну від процесів зварювання в захисних газах, лазерне зварювання не потребує використання інертного захисного газу, що протікає над зоною зварювання. Це тому, що:
1. Сфокусований лазерний промінь поширюється по повітрю, створюючи невелику високоенергетичну зварювальну ванну, яка розплавляє та з’єднує матеріали.
2. Навколишнє повітря не іонізується, як газоплазмова дуга, і не заважає формуванню променя або зварювання.
3. Зварний шов твердне так швидко від концентрованого тепла, що утворюється до того, як на поверхні можуть утворитися оксиди.
Однак певні спеціалізовані програми лазерного зварювання все ж можуть виграти від використання допоміжного газу:
1. Для реактивних металів, таких як алюміній, газ захищає гарячу зварювальну ванну від кисню в повітрі.
2. У роботах із високопотужним лазером газ стабілізує плазмовий шлейф, який утворюється під час зварювання з глибоким проваром.
3. Газові струмені видаляють випари та сміття для кращого проходження променя на брудних або пофарбованих поверхнях.
Отже, підводячи підсумок, хоча це і не є обов’язковим, інертний газ може надавати переваги для конкретних складних застосувань лазерного зварювання або матеріалів. Але процес часто може працювати добре і без нього.
▶ Які матеріали можна зварювати лазером?
Лазерним зварюванням можна зварювати майже всі металисталь, алюміній, титан, нікелеві сплави та ін.
Можливі навіть різні комбінації металів. Ключ - вонимає ефективно поглинати довжину хвилі лазера.
▶ Якої товщини можна зварювати матеріали?
Листи тонкі як0,1 мм і товщиною 25 ммзазвичай можна зварювати лазером, залежно від конкретного застосування та потужності лазера.
Більш товсті секції можуть вимагати багатопрохідного зварювання або спеціальної оптики.
▶ Чи підходить лазерне зварювання для великого виробництва?
Абсолютно. Роботизовані камери для лазерного зварювання зазвичай використовуються у високошвидкісних автоматизованих виробничих середовищах для таких застосувань, як автомобілебудування.
Досяжна пропускна здатність у кілька метрів за хвилину.
▶ У яких галузях промисловості використовується лазерне зварювання?
Загальні застосування лазерного зварювання можна знайти вавтомобільна промисловість, електроніка, медичне обладнання, аерокосмічна промисловість, виробництво інструментів/штампів і дрібних точних деталей.
Технологія єпостійно розширюється в нові сектори.
▶ Як вибрати систему лазерного зварювання?
Фактори, які слід враховувати, включають матеріали заготовки, розмір/товщину, потреби в пропускній здатності, бюджет і необхідну якість зварювання.
Довірені постачальники можуть допомогти вибрати правильний тип лазера, потужність, оптику та автоматизацію для конкретного застосування.
▶ Які типи зварних швів можна зробити?
Типові методи лазерного зварювання включають зварювання встик, внахлест, кутові шви, прошивні шви та зварювання накладки.
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 високовартісних компонентів.
Концентроване підведення тепла зводить до мінімуму 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