Laserhitsauskone. Edut, toimintaperiaate, valintakriteerit

Laseria käytettiin hitsaustyökaluna ensimmäisen kerran 60-luvulla; sitten se oli rubiinikidelasereita. Tämän tekniikan aktiivinen teollinen soveltaminen alkoi 80-luvulla: laboratorio-CO2-laserien teho saavutti 25 kW, myös hitsaukseen käytettiin Nd-YAG solid-state- ja kiekkolasereita.

Vuonna 1996 neljän vuoden tutkimuksen ja testauksen jälkeen saatiin päätökseen EuroLASER-projekti, joka johti laserhitsauksen kaupalliseen käyttöön laivanrakennusteollisuudessa.

Laserhitsauskoneiden käyttö tällä alalla vähentää kokonaiskustannuksia kaksinkertaisesti ja vaikuttaa myös prosessin kokonaisaikaan. Esimerkiksi Isossa-Britanniassa Vosper Thornycroftin telakalla korvetit oli rakennettu vuoden nopeammin juuri laserhitsauksen ja -leikkauksen myötä tuotantoprosessiin. Saksassa samanlainen tekniikka laivanrakennuksessa vähentää laivojen painoa jopa 30 %.

Kun ennen tarvittiin valtavia laseryksiköitä toimiakseen tehokkaasti, nyt laserhitsauskone painaa noin 45 kg ja mahtuu helposti auton tavaratilaan.

Mutta nämä eivät ole laserien ainoita ominaisuuksia. Tässä artikkelissa selitämme yksityiskohtaisemmin ytterbiumlaserhitsauksen edut, miten se toimii, millä materiaaleilla, missä ja miten sitä käytetään ja mitä kannattaa ottaa huomioon laserhitsauskonetta valittaessa.

Laserhitsauksen edut ja miten se eroaa perinteisistä menetelmistä

Laserhitsauskoneiden tärkeimmät edut ovat optimointi, nopeuttaminen ja prosessin halpeneminen samalla kun lopullisen rakenteen paino pienenee. Esimerkiksi kun Airbus A380:n valmistuksessa käytettiin laserhitsausta, koneen painoa oli pudonnut 15 % edelliseen malliin A340 verrattuna pelkästään käyttämällä laserhitsattuja niittejä perinteisen niittauksen sijaan. Kerosiinin kulutus Atlantin yli lentoa kohden on vähentynyt 750 kilolla, minkä ennustetaan säästävän 9 000 000 euroa 25 vuoden aikana.

Selvyyden ja tarkkuuden vuoksi mainitsemme yhden maailman markkinajohtajan, Wattsanin, laserhitsauskoneet yhtenä parhaista valmistajista, jotka yhdistävät laadun, edistyneen toiminnallisuuden ja kohtuuhintaisuuden.

Joten laserhitsauksen etuja ovat:

• Hitsauksen laatu. Laserhitsauksen jälkeen hitsin fysikaaliset ja mekaaniset ominaisuudet ovat käytännössä identtiset alkuperäisen materiaalin kanssa. Ei vikoja, kuten: kaasutaskut, lisääntynyt sauman paksuus, tummuminen ja kuonat.
• Pieni lämpövaikutusalue. Lasersäteilyn ominaisuudet mahdollistavat metallin hitsauksen ilman ylikuumenemista tai ylipolttamista, minimoiden loimivääristymiä. Tämä koskee erityisesti ohutseinäisiä metallituotteita.
• Nopeus. Joissakin tapauksissa se on jopa 4 kertaa nopeampi kuin perinteiset hitsausmenetelmät. Keskimääräinen laserhitsausnopeus on 1-10 m/min, kun hitsaus tehdään yhdellä kertaa.
• Ei tarvetta lisäkäsittelylle . Erityisesti reunan esikäsittelyä tai esi- ja jälkikäsittelyä ei tarvita.
• Monipuolisuus. Laserhitsauskone sopii useimmille metalleille ja muoveille. Se voidaan nopeasti asentaa uutta materiaalia varten. Laserhitsaus on helppo integroida tuotantoprosessiin.
• Helppo hallita. Laserhitsaus ei vaadi syvällistä tietoa tai kokemusta: aloittelijakin pääsee nopeasti mukaan prosessiin eri materiaaleille esiasetettujen tilojen ja eri tehtävien lasersäteen liikeradan asetusten ansiosta, jotka jäljittelevät automaattisesti perinteisten hitsauslaitteiden elektrodin liikkeitä. hitsaus.
• Täyttölankaa ei tarvita. Rakenteet, joiden rako on 0,3 mm tai pienempi, voidaan hitsata laserhitsauskoneella ilman lisäainelankaa. Wattsanin laserleikkauskoneilla leikatut osat hitsataan erityisen hyvin. Lue lisää lasermetallileikkureista .
• Turvallisuus. Laserhitsaus on paljon turvallisempaa verrattuna perinteisiin hitsausmenetelmiin, koska käytössä ei vapaudu sulaa metallia tai vaarallisia kipinöitä. Se tekee myös työoloista mukavampia.

• Hitsaus, puhdistus ja leikkaus 3 in 1. Joissakin laserhitsauskoneissa, kuten Wattsan Laser Weld A1500 , yhdistyvät kolme toimintoa: laserhitsaus, puhdistus ja leikkaus. Tämä monipuolisuus mahdollistaa joidenkin tuotantoprosessien yksinkertaistamisen ja nopeuttamisen.

Kuinka laserhitsaus toimii

Lasersäde tuotetaan lähteeseen pumpun diodien avulla. Sitten valokuitua pitkin säde kulkee aktiivisessa väliaineessa, jonka heijastus on lähes 100 %, laserhitsauspistooliin, johon on asennettu tarkennuslinssi. Tarkennuksen jälkeen säde saavuttaa erittäin suuren tehospektritiheyden.

Laserhitsauksen maksimipaksuus riippuu emitterin tehosta. Vähimmäispaksuus mitataan millimetrin kymmenesosissa tai jopa sadasosissa materiaalista riippuen, ja se tapahtuu tarkoituksellisella defokusoinnilla.

Hitsauspistoolissa on erityiset sähkökäyttöiset peilit, jotka voivat ohjata lasersädettä simuloidakseen hitsin reittiä. Perinteisessä hitsauksessa tähän tarvitaan kokenut hitsaaja, kun taas laserhitsauksessa pistoolia ohjataan tasaisesti suorassa linjassa.

Laserhitsauksessa on useita säteen polkutiloja:

• V,
• Ylösalaisin,
• Pyöreä,
• C,
• Neliö,
• Siksak.
• Kuva 8
• J
• T
• Suoraaskelinen

Jokaista polkutyyppiä käytetään tiettyihin tehtäviin, olipa kyseessä sitten perinteinen hitsaus, kulmahitsaus, niittaus tai muut tehtävät.

Laserhitsaus tapahtuu yleensä kaasuympäristössä, joka ei ainoastaan luo suojaavaa ympäristöä hitsaukselle, vaan myös jäähdyttää suutinta ja suojalinssiä. Tähän tarkoitukseen käytetään typpeä, heliumia ja argonia. Laserhitsauksessa kaasunkulutus on paljon edullisempaa kuin perinteisessä hitsauksessa.

Mitä voidaan tehdä laserhitsauskoneella

Koska laserhitsaus on melko kallis tekniikka, se soveltuu parhaiten suuriin sovelluksiin, kuten kemian-, ydin-, öljy- ja kaasu-, ilmailu-, sotilas-, lääke-, auto- ja laivanrakennusteollisuuteen.

Tekniikka on vähitellen tulossa edullisemmaksi, joten sitä käytetään myös muissa, pienemmissä sovelluksissa. Laserhitsaus on kuitenkin edelleen kallis ratkaisu henkilökohtaiseen käyttöön.

Laserhitsauskoneella hitsattavat materiaalit:

• hiiliteräs,
• niukkaseosteinen teräs,
• lujat rakenteelliset seokset,
• ruostumattomat teräkset,
• alumiini, kupari ja messinkilejeeringit,
• titaani,
• muovit,
• erilaisia materiaaleja.

Suoritettavat hitsaustyypit:

• takanivel,
• reunaliitos,
• teeliitos,
• lantio,
• kulmaliitos.

Laserhitsauskoneen valintakriteerit

Jos olet päättänyt ostaa laserhitsauksen, kannattaa tarkastella emitterin tehoa, hitsauspistoolin toimivuutta ja käytettävyyttä, ohjelmistovaihtoehtoja, jäähdytystapaa ja yhteensopivuutta täytelangansyöttölaitteiden kanssa.

Laserhitsaussäteilijä ja sen teho

Teho määrittää paksuuden, jonka laserhitsauskone pystyy hitsaamaan hyvällä laadulla. Perusmateriaalien ominaishitsauspaksuudet on esitetty alla olevassa taulukossa.

Laserhitsauspistooli ja sen toiminnot

Laserpistooli on kevyt, joten sillä on helppo työskennellä pitkiä aikoja keskeytyksettä missä tahansa asennossa, myös vaikeapääsyisissä paikoissa.

Kaksimoottorisen pään ansiosta Wattsan-laserhitsauspistoolit pystyvät simuloimaan eri tehtäviin suunniteltuja erikoishitsausreittejä.

Sauman leveys on säädettävissä 0,1-5 mm. Kuitupituus on vakiona 5 metriä, mutta se voidaan tehdä 10, 15 tai 20 metrin pituiseksi.

Jotkut kehittyneet mallit, kuten Laser Weld A1500 , mahdollistavat myös laserhitsauksen käytön laserleikkurina ja laserpuhdistuskoneena.

Täytelangansyöttölaite

Hitsauksessa ilman lisäainelankaa osien tulee sopia hyvin yhteen. Voit työskennellä ilman täytelankaa, jos osien välinen rako on enintään 0,3 mm.

Wattsan-hitsauskoneisiin sopii mikä tahansa langansyöttölaite, jonka halkaisija on 0,8, 1,0, 1,2 ja 1,6 mm, ja myös hitsauspistooli on sovitettu tähän.

Ohjelmisto, ominaisuudet ja asetukset laserhitsaukseen

Wattsan-laserhitsauskoneissa on:

• käyttäjäystävällinen käyttöliittymä, jossa kaikki asetukset näkyvät näytöllä;
• 70 esiasetettua hitsausparametria eri metalleille ja paksuuksille;
• mahdollisuus tallentaa omat parametriasetukset yleisimpiä tehtäviä varten (voit muuttaa tehoprosenttia, lasersäteilyn taajuutta 50 - 30 000 Hz, hitsausratakuvioiden toistotaajuutta, kuormitusjaksoa, eli käyttömäärää sykli ja muut parametrit)
• hitsin konfiguraation/muodon ohjaus
• kaasua ja lasersädettä ohjataan hitsauspistoolilla
• sauman leveysasetus 0,5-5 mm
• ohjelmoitu kaasunpaineen säätö.

Laserhitsauksen jäähdytys

Yleisin laserhitsauskoneiden jäähdytys on koteloon rakennettu jäähdytin, jossa on kaksi piiriä: yksi emitterin ja toinen hitsauspistoolin jäähdyttämiseen. Vesijäähdytyksen etuna on, että voit hitsata jatkuvasti kellon ympäri.

Ilmajäähdytys vaatii säännöllisiä työseisokkeja lämpötilan normalisoimiseksi, mutta käytäntö osoittaa, että tällaiset keskeytykset ovat useimmiten luonnollisia ja väistämättömiä hitsausprosessin aikana.

Ilmajäähdytteisen hitsauksen tärkein etu on sen tiiviys. Jos aiot ostaa laserhitsauskoneen, vertaa vesijäähdytteistä Wattsan Laser Weld 1000:aa ilmajäähdytteiseen Wattsan Laser Weld A1500:een. Ensimmäinen malli painaa 180 kg ja sen mitat ovat 1120x550x1120 mm, kun taas toinen, ilmajäähdytteinen malli, painaa vain 45 kg ja sen mitat ovat lähes puolet suuremmat: 650x300x621 mm.

Johtopäätökset

Laserhitsaus ylittää perinteiset hitsausmenetelmät kertoimella 3-4, sillä sauma on täysin tasainen ja sileä ja jonka ominaisuudet ovat identtiset alkuperäisen materiaalin kanssa. Siksi laserhitsaus on tulevaisuus kaikilla toimialoilla, joilla hitsaustekniikkaa tarvitaan.

Jos haluat ostaa laserhitsauskoneen, on tärkeää paitsi valita oikea kone, myös ottaa yhteyttä luotettavaan yritykseen.

Virmer ei ainoastaan toimita laserhitsauskoneita EU:hun, vaan tarjoaa myös seuraavat palvelut:

• Virmerin laserhitsauksen asiantuntijat neuvovat sinua yksityiskohtaisesti ja vastaavat kaikkiin kysymyksiisi,
• Johtajamme esittelevät laitteita verkossa ja näyttävät laserhitsausprosessin materiaaleissa, joiden kanssa työskentelet,
• Virmerin insinöörit suorittavat laserhitsauskoneen käyttöönoton, integroinnin tuotantolinjaan, koulutuksen, huollon ja laserhitsauskoneiden korjauksen.

Virmerillä saat takuun ja oikea-aikaisen toimituksen. Saat lisätietoja ottamalla yhteyttä esimiehiimme: +31852731786 tai lähettämällä meille sähköpostia osoitteeseen info@virmer.com .