Сварка более или менее знакома всем нам. Ее можно увидеть на заводах или даже в небольших мастерских на местных рынках. Однако существует множество различных методов сварки. Волоконно-лазерная сварка — один из самых распространенных видов.
Волоконно-лазерная сварка широко используется в современном производстве. Она быстрая, точная и простая в управлении. Многие отрасли, включая металлообработку, широко применяют её для достижения лучших результатов сварки. Для лучшего понимания этой технологии необходимо знать, как она работает и каковы её преимущества. С её помощью можно повысить как эффективность производства, так и качество работы.
В этой статье будет рассмотрено все, что касается волоконно-оптической лазерной сварки. Начиная с основного принципа работы, будут упомянуты ее типы, преимущества и ограничения. Вы можете использовать эту информацию для сравнения волоконно-оптической лазерной сварки с другими технологиями.
Что такое волоконная лазерная сварка?
Волоконно-лазерная сварка — это современный процесс соединения металлов с использованием мощной лазерной энергии. Металл сплавляется с помощью световой энергии, передаваемой через оптическое волокно. Это оптическое волокно создает узкий, сильно сфокусированный луч. Это позволяет соединять детали с высокой точностью и минимальной тепловой деформацией. Таким образом, зона термического воздействия (ЗТВ) остается очень небольшой, а сварка — чистой.
Волоконно-оптический лазерный сварочный аппарат намного быстрее традиционных методов, таких как TIG или MIG. Многие отрасли промышленности полагаются на эту технологию благодаря ее высокой скорости и точности. К распространенным секторам относятся автомобильная, электронная, аэрокосмическая и медицинская промышленность. Он необходим для электромобилей, компонентов батарей и тонких деталей двигателей. Кроме того, с его помощью можно создавать широкий спектр хирургических инструментов или имплантатов.
Как работает сварочный аппарат с волоконным лазером?
Аппарат для лазерной сварки волоконным лазером работает за счет преобразования электрической энергии в мощный световой луч. Процесс обычно начинается в источнике лазерного излучения. Внутри него электрическая энергия питает ряд диодов. Эти диоды подают свет в оптическое волокно. Как правило, эти волокна легированы редкоземельным металлом, таким как иттербий. Таким образом, волокно усиливает свет, превращая его в мощный, когерентный световой луч.
После того как аппарат генерирует лазерный луч, он проходит по оптоволоконному кабелю. Этот гибкий кабель служит надежным каналом для света, обеспечивая беспрепятственное прохождение луча. Кабель гарантирует, что луч проходит без потери мощности. Он передает лазерный луч к лазерной головке, которая затем управляет автоматизированной системой, перемещающей сварочный материал. Эта гибкость делает волоконные лазеры гораздо более универсальными, чем более старые аппараты.
Внутри сварочной головки высококачественные линзы помогают сфокусировать свет в крошечное, интенсивное пятно. Когда лазерный луч попадает на металл, обрабатываемая деталь быстро нагревается до точки плавления металла. Таким образом, поверхность металла плавится, образуя расплавленную ванну. В отдельных случаях это создает небольшие отверстия, известные как «замочные скважины», которые позволяют теплу проникать глубоко в шов. Расплавленный металл растекается и соединяет детали.
По мере продвижения лазера металлическая ванна охлаждается и затвердевает. Быстрое охлаждение обеспечивает прочный, чистый и бесшовный сварной шов. Для защиты сварного шва от воздуха иногда на него распыляют защитный газ, например, аргон. Он защищает металлы от окисления, сохраняя их чистыми и долговечными в долгосрочной перспективе.
Различные типы аппаратов для волоконно-лазерной сварки
В HantenCNC вы найдете различные типы волоконно-лазерных сварочных аппаратов. Каждый из них специально разработан для определенного применения. Некоторые из них портативные, другие — стационарные и полностью автоматизированные. Чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо понимать все возможности. Вы должны знать их преимущества и недостатки, а также то, как они могут принести пользу вашим проектам.
Ручные лазерные сварочные аппараты
Ручные волоконно-лазерные сварочные аппараты являются одними из самых популярных для небольших и средних предприятий. Они оснащены ручным сварочным пистолетом. Этот пистолет обычно подключается с помощью гибкого волоконного кабеля. Его лазерный луч быстро расплавляет металл, образуя прочное соединение. Эти аппараты очень универсальны и портативны. Их легко перемещать, и для работы с ними не требуется сложного программирования. Новичок может легко освоить сварку сложных форм всего за несколько часов.
С помощью ручных волоконно-лазерных сварочных аппаратов можно сваривать шкафы, кухонную утварь и рамы, изготовленные на заказ. Они даже позволяют сваривать уголки. Кроме того, эти аппараты идеально подходят для ремонтных работ. Главное преимущество — низкая стоимость и возможность сварки различных форм. Однако качество сварки во многом зависит от мастерства оператора.
Рабочие станции для лазерной сварки
Лазерные сварочные станции представляют собой стационарные системы, разработанные для обеспечения высокой точности. Лазерная головка, как правило, устанавливается в определенных местах и перемещается только по внутренней направляющей. Такая конструкция обеспечивает стабильные и воспроизводимые результаты при каждой сварке. Оператор помещает заготовку на рабочий стол внутри аппарата и закрывает дверцу. Эта система обеспечивает безопасное распределение лазерного излучения. По этой причине данный аппарат является безопасным вариантом для загруженных производственных цехов.
Эти аппараты идеально подходят для сварки мелких, сложных деталей, таких как ювелирные изделия или медицинские инструменты. Они обеспечивают более высокую точность, чем ручные лазерные сварочные аппараты. Общая конструкция очень стабильна, поэтому вы получите идентичные сварные швы на каждой детали. Это играет решающую роль в мелко- и среднесерийном производстве, где точность имеет первостепенное значение.
Автоматические лазерные сварочные аппараты
Автоматизированные станки, как правило, предназначены для массового производства. В них используется система ЧПУ или программируемого управления для сварки. Лазерная головка перемещается по заданной траектории без каких-либо дефектов. После настройки станок идеально повторяет задачу. Весь процесс выполняется без какого-либо ручного труда. Это снижает трудозатраты и повышает эффективность.
Эти станки идеально подходят для выполнения повторяющихся задач. Они также отлично подходят для обработки плоских листов или простых геометрических деталей. Компании используют их для снижения затрат на рабочую силу и отходов материалов. Автоматизированные станки работают намного быстрее, чем станки, управляемые человеком. Хотя первоначальная настройка может занять много времени, долгосрочная экономия будет огромной.
Роботизированные лазерные сварочные аппараты
В роботизированных системах используется волоконно-оптический лазер, установленный на многоосевом роботизированном манипуляторе. Эти манипуляторы легко перемещаются в шести различных измерениях. Это позволяет им сваривать сложные трехмерные формы. Они с легкостью могут достигать внутренних поверхностей автомобильных рам или изогнутых краев труб. В настоящее время эта система считается самой передовой сварочной технологией, доступной на сегодняшний день.
Эти машины очень распространены в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Как правило, они обеспечивают высочайший уровень стабильности и скорости. Один робот может заменить несколько ручных сварочных аппаратов. Однако такие машины требуют значительных инвестиций. Но они предлагают непревзойденную универсальность. Вы можете запрограммировать его для работы с различными типами продукции по мере роста вашего бизнеса.
Волоконно-лазерная сварка против других традиционных методов сварки.
В целом, существует множество различных методов сварки металлов. К наиболее распространенным относятся MIG, TIG, FCAW и SMAW. Лазерная сварка — это новейшая технология, появившаяся на этом рынке. Давайте рассмотрим преимущества и ограничения волоконно-лазерной сварки по сравнению с традиционными методами.
Преимущества по сравнению с другими
Как уже упоминалось, аппараты для лазерной сварки волоконным лазером работают быстрее, чем TIG или MIG сварка. Они создают меньшие зоны термического воздействия (ЗТВ). Это означает, что металл остается целым и не деформируется под воздействием сильного нагрева. Кроме того, процесс отличается точностью, обеспечивая чистые и идеальные швы. Часто после сварки не требуется дополнительная обработка или полировка. В результате экономится время и трудозатраты.
Эти машины также очень энергоэффективны. Им требуется меньше электроэнергии, чем CO2-лазею. Техническое обслуживание также не требует больших затрат, поскольку внутри лазерного источника нет движущихся частей.
Ограничения по сравнению с другими
Самый большой недостаток — это первоначальная стоимость. Эти станки дороже традиционных. Точность — это тоже палка о двух концах. Детали должны идеально подходить друг к другу, поскольку лазерный луч очень мал. Если между соединениями есть зазоры, лазер не сможет их должным образом перекрыть. Это требует высококачественной резки и подготовительной работы.
Сварка отражающих металлов, таких как медь, латунь и алюминий, также представляет собой сложную задачу. Но современные волоконные лазеры способны справиться с этой задачей. Безопасность также является еще одним важным аспектом при использовании волоконных лазеров. Свет невидим и может вызвать слепоту. Поэтому будьте осторожны и оставайтесь в защищенной зоне, используя защитные очки.
Применение волоконно-лазерной сварки
Волоконные лазеры играют жизненно важную роль в автомобильной промышленности. С их помощью можно работать над деталями кузова автомобиля, аккумуляторами и многими другими системами. Медицинская отрасль использует их для изготовления миниатюрных устройств, таких как иглы, кардиостимуляторы и хирургические инструменты, требующие высокой точности. В электронной промышленности они применяются для соединения небольших, чувствительных компонентов в смартфонах. Аэрокосмическая отрасль использует их для производства легких деталей для самолетов и спутников. Широкий спектр их применения охватывает практически все отрасли промышленности по всему миру.
Резюме
Волоконно-лазерная сварка — это современный и относительно эффективный метод сварки. Он широко используется в различных отраслях промышленности. Аппарат волоконно-лазерной сварки обычно обеспечивает высокую скорость, прочные сварные швы и точное управление. Он отлично подходит как для небольших, так и для крупных предприятий.
По сравнению с другими методами, лазерная сварка волоконным лазером обеспечивает чистые сварные швы с меньшей тепловой деформацией. Что касается аппаратов для лазерной сварки волоконным лазером, существует несколько типов. Вы можете выбрать ручные, автоматизированные или роботизированные устройства.
Если вам нужны различные типы лазерных сварочных аппаратов, HantenCNC — это то, что вам нужно. Если у вас возникнут какие-либо вопросы, не стесняйтесь обращаться в нашу службу поддержки клиентов.