Aparat de sudura cu laser. Avantaje, principiu de funcționare, criterii de selecție

Laserul ca unealtă de sudare a fost folosit pentru prima dată în anii '60; apoi au fost lasere cu cristal de rubin. Aplicarea industrială activă a acestei tehnologii a început în anii 80: puterea laserelor cu CO2 de laborator a ajuns la 25 kW, de asemenea, pentru sudare s-au folosit lasere Nd-YAG cu stare solidă și cu disc.

În 1996, după 4 ani de cercetări și teste, a fost finalizat proiectul EuroLASER, care a avut ca rezultat aprobarea utilizării comerciale a sudării cu laser în industria construcțiilor navale.

Utilizarea mașinilor de sudură cu laser în această industrie reduce costurile totale cu un factor de două și are, de asemenea, un impact asupra timpului total al procesului. De exemplu, în Marea Britanie, la șantierul naval Vosper Thornycroft, corvetele fuseseră construite cu un an mai repede tocmai datorită introducerii sudurii și tăierii cu laser în procesul de producție. În Germania, o tehnologie similară în construcțiile navale reduce greutatea navelor cu până la 30%.

În timp ce în trecut aveai nevoie de unități laser uriașe pentru a funcționa eficient, acum, un aparat de sudură cu laser cântărește aproximativ 45 kg și se potrivește cu ușurință în portbagajul mașinii.

Dar acestea nu sunt singurele caracteristici ale laserelor. În acest articol vă vom explica mai detaliat avantajele sudării cu laser cu itterbiu, cum funcționează, cu ce materiale, unde și cum este folosită și ce să căutați atunci când alegeți un aparat de sudură cu laser.

Avantajele sudurii cu laser și cum diferă de metodele tradiționale

Principalele avantaje ale mașinilor de sudură cu laser sunt optimizarea, accelerarea și ieftinirea procesului, reducând în același timp greutatea construcției finale. De exemplu, când s-a folosit sudarea cu laser pentru producerea Airbus A380, greutatea aeronavei a fost redusă cu 15% în comparație cu modelul anterior A340 pur și simplu prin utilizarea nituri sudate cu laser în loc de nituirea tradițională. Consumul de kerosen per zbor peste Atlantic a fost redus cu 750 kg, ceea ce se estimează că va economisi 9.000.000 de euro în 25 de ani.

Din motive de claritate și specificitate, vom cita mașinile de sudură cu laser de la unul dintre liderii pieței mondiale, Wattsan, drept unul dintre cei mai buni producători care combină calitatea, funcționalitatea avansată și accesibilitatea.

Deci, avantajele sudurii cu laser includ:

• Calitatea sudurii. Proprietățile fizice și mecanice ale sudurii după sudarea cu laser sunt practic identice cu cele ale materialului original. Nu există defecte, cum ar fi: buzunare de gaz, grosime crescută a cusăturii, ternizare și zgură.
• Mică zonă afectată de căldură. Proprietățile radiației laser fac posibilă sudarea metalului fără supraîncălzire sau ardere excesivă, reducând la minimum distorsiunile warp. Acest lucru este valabil mai ales pentru produsele metalice cu pereți subțiri.
• Viteză. În unele cazuri, este de până la 4 ori mai rapid decât metodele convenționale de sudare. Viteza medie de sudare cu laser este de 1 până la 10 m/min, cu sudarea realizată într-o singură trecere.
• Nu este nevoie de procesare suplimentară . În special, nu este nevoie de pregătirea marginilor sau de pre-tratament și post-tratare.
• Versatilitate. Aparatul de sudat cu laser este potrivit pentru majoritatea metalelor și materialelor plastice. Poate fi configurat rapid pentru material nou. Sudarea cu laser este ușor de integrat în procesul de producție.
• Ușor de stăpânit. Sudarea cu laser nu necesită cunoștințe sau experiență aprofundată: chiar și un începător va intra rapid în proces datorită modurilor prestabilite pentru diferite materiale și setărilor pentru traiectoria fasciculului laser pentru diferite sarcini, care imită automat mișcările electrodului tipurilor tradiționale de sudare.
• Nu este necesar un fir de umplere. Structurile cu un spațiu de 0,3 mm sau mai puțin pot fi sudate fără sârmă de umplere cu o mașină de sudură cu laser. Piesele decupate pe mașinile de tăiat metal cu laser Wattsan sunt deosebit de bine sudate. Citiți mai multe despre tăietoarele de metal cu laser .
• Siguranță. Sudarea cu laser este mult mai sigură în comparație cu metodele tradiționale de sudare, deoarece nu există eliberare de metal topit sau scântei periculoase în timpul funcționării. De asemenea, face condițiile de lucru mai confortabile.

• Sudarea, curățarea și tăierea 3 în 1. Unele aparate de sudură cu laser, cum ar fi Wattsan Laser Weld A1500 , combină trei funcții: sudare cu laser, curățare și tăiere. Această versatilitate face posibilă simplificarea și accelerarea unor procese de producție.

Cum funcționează sudarea cu laser

Un fascicul laser este generat în sursă folosind diode de pompă. Apoi, de-a lungul fibrei optice, fasciculul trece într-un mediu activ cu o reflexie apropiată de 100% într-un pistol de sudare cu laser unde este instalată o lentilă de focalizare. După focalizare, fasciculul atinge o densitate spectrală de putere extrem de mare.

Grosimea maximă a sudării cu laser depinde de puterea emițătorului. Grosimea minimă se măsoară în zecimi sau chiar sutimi de milimetru, în funcție de material, și apare cu defocalizarea deliberată.

Pistolul de sudura are oglinzi speciale actionate electric care pot ghida fasciculul laser pentru a simula traseul sudurii. În timp ce sudarea tradițională necesită un sudor experimentat pentru a face acest lucru, sudarea cu laser necesită pur și simplu ca pistolul să fie ghidat uniform în linie dreaptă.

Sudarea cu laser are mai multe moduri de cale a fasciculului:

• V,
• Cu susul în jos,
• Circular,
• C,
• Pătrat,
• Zigzag.
• Figura 8
• J
• T
• Dreaptă în trepte

Fiecare tip de cale este utilizat pentru sarcini specifice, fie că este vorba de sudare convențională, sudare unghiulară, nituire sau alte sarcini.

Sudarea cu laser are loc de obicei într-un mediu cu gaz, care nu numai că creează un mediu de protecție pentru sudare, ci și răcește duza și lentila de protecție. În acest scop se folosesc azotul, heliul și argonul. Consumul de gaz în sudarea cu laser este mult mai economic decât în sudarea tradițională.

Ce se poate face cu un aparat de sudura cu laser

Deoarece sudarea cu laser este o tehnologie destul de costisitoare, este cea mai potrivită pentru aplicații mari, cum ar fi industria chimică, nucleară, petrol și gaze, aerospațială, militară, medicală, auto și construcții navale.

Tehnologia devine treptat mai accesibilă, așa că este folosită și în alte aplicații, mai mici. Cu toate acestea, sudarea cu laser este încă o soluție costisitoare pentru uz personal.

Materiale care pot fi sudate cu un aparat de sudura cu laser:

• otel carbon,
• oțel slab aliat,
• aliaje structurale de înaltă rezistență,
• otel inoxidabil,
• aliaje de aluminiu, cupru și alamă,
• titan,
• materiale plastice,
• materiale diferite.

Tipuri de suduri care trebuie efectuate:

• articulația cap la cap,
• îmbinare de margine,
• articulație tee,
• articulație poală,
• îmbinare de colț.

Criterii de alegere a unui aparat de sudura cu laser

Dacă ați decis să cumpărați o sudură cu laser, merită să vă uitați la puterea emițătorului, funcționalitatea și capacitatea de utilizare a pistolului de sudură, opțiunile software, metoda de răcire și compatibilitatea cu alimentatoarele de sârmă de umplere.

Emițător de sudare cu laser și puterea acestuia

Puterea determină grosimea pe care aparatul de sudură cu laser o va putea suda la o calitate bună. Grosimile specifice de sudare ale materialelor de bază sunt prezentate în tabelul de mai jos.

Pistol de sudare cu laser și funcțiile sale

Pistolul laser este ușor, astfel încât este ușor de lucrat perioade lungi de timp fără întrerupere în orice poziție, chiar și în locuri greu accesibile.

Datorită capului cu motor dublu, pistoalele de sudură cu laser Wattsan sunt capabile să simuleze căi speciale de sudură concepute pentru diferite sarcini.

Lățimea cusăturii este reglabilă de la 0,1 la 5 mm. Lungimea fibrei este standard de 5 metri, dar poate fi realizată la 10, 15 sau 20 de metri.

Unele modele avansate, cum ar fi Laser Weld A1500 , permit, de asemenea, ca sudarea cu laser să fie utilizată ca tăietor cu laser și mașină de curățare cu laser.

Alimentator de sârmă de umplere

Pentru sudarea fără sârmă de umplutură, piesele trebuie să se potrivească bine. Puteți lucra fără sârmă de umplere dacă distanța dintre părți nu este mai mare de 0,3 mm.

Orice alimentator de sârmă cu diametrul de 0,8, 1,0, 1,2 și 1,6 mm este potrivit pentru aparatele de sudură Wattsan, iar pistolul de sudură este, de asemenea, adaptat pentru aceasta.

Software, caracteristici și gamă de setări pentru sudarea cu laser

Aparatele de sudura cu laser Wattsan au:

• interfață ușor de utilizat, cu toate setările afișate pe ecran;
• 70 de parametri de sudare prestabiliți pentru diferite metale și grosimi;
• posibilitatea de a salva propriile setări ale parametrilor pentru cele mai frecvente sarcini (puteți modifica procentul de putere, frecvența radiației laser de la 50 la 30 000 Hz, frecvența de repetare a modelelor de traiectorie de sudare, ciclul de încărcare, aka duty). ciclu și alți parametri)
• controlul configurației/formei sudurii
• gazul și fasciculul laser sunt controlate prin intermediul pistolului de sudură
• setarea lățimii cusăturii în intervalul 0,5-5 mm
• control programat al presiunii gazului.

Răcirea sudării cu laser

Cea mai comună răcire pentru aparatele de sudură cu laser este un răcitor încorporat în carcasă cu două circuite: unul pentru răcirea emițătorului și celălalt pentru răcirea pistolului de sudură. Avantajul răcirii cu apă este că poți suda continuu non-stop.

Răcirea cu aer necesită opriri periodice de lucru pentru normalizarea temperaturii, dar practica arată că astfel de întreruperi sunt cel mai adesea naturale și inevitabile în timpul procesului de sudare.

Principalul avantaj al sudării răcite cu aer este compactitatea sa. Dacă intenționați să cumpărați un aparat de sudură cu laser, comparați Wattsan Laser Weld 1000 răcit cu apă cu Wattsan Laser Weld A1500 răcit cu aer. Primul model cântărește 180 kg și are dimensiuni de 1120x550x1120 mm, în timp ce al doilea, modelul răcit cu aer, cântărește doar 45 kg și are dimensiuni aproape la jumătate: 650x300x621 mm.

Concluzii

Sudarea cu laser depășește metodele tradiționale de sudare cu un factor de 3 până la 4, cu o cusătură care este perfect plată și netedă și are proprietăți identice cu materialul original. De aceea sudarea cu laser este viitorul oricărei industrii în care este nevoie de tehnologie de sudare.

Dacă doriți să cumpărați un aparat de sudură cu laser, este important nu numai să alegeți mașina potrivită, ci și să contactați o companie de încredere.

Virmer nu numai că furnizează mașini de sudură cu laser UE, dar oferă și următoarele servicii:

• Specialiștii în sudare cu laser Virmer vă vor oferi o consultație detaliată și vă vor răspunde la toate întrebările,
• Managerii noștri efectuează demonstrații online ale echipamentului și arată procesul de sudare cu laser pe materialele cu care veți lucra,
• Inginerii Virmer efectuează pornirea, integrarea mașinii de sudură cu laser în linia de producție, instruirea, întreținerea și repararea aparatelor de sudură cu laser.

Cu Virmer, obțineți o garanție și livrare la timp. Pentru mai multe detalii, contactați managerii noștri: +31852731786 sau trimiteți-ne un e-mail la info@virmer.com .