Як працуе лазерная зварачная машына?

Лазерная зварка-гэта перадавая тэхналогія, якая выкарыстоўваецца ў сучасных галінах для злучэння металічных кампанентаў з надзвычайнай дакладнасцю. Па меры таго, як прамысловасць пераходзіць да аўтаматызацыі і высокадакладнага вытворчасці, лазерныя зварачныя машыны сталі неабходнымі інструментамі, прапаноўваючы высокую хуткасць, нізкую цеплавую скажэнне і якасную якасць.

Па сваёй сутнасці, лазерная зварка - гэта тэхніка, якая выкарыстоўвае канцэнтраваны прамень святла для расплаўлення і засцерагальнікаў матэрыялаў. У адрозненне ад традыцыйных метадаў зваркі, якія часта ўключаюць кантакт і высокую механічную сілу, лазерная зварка-гэта бескантактавы, высокакантрольны працэс. Гэта прыводзіць да больш чыстых, дакладных і хуткіх швоў, што робіць яго ідэальным для прыкладанняў у аўтамабільнай, аэракасмічнай, электронікі, медыцынскіх прыладах і шмат іншага.

Прынцып працы лазернай зварачнай машыны

Лазерная зварачная машына працуе на прынцыпе выкарыстання канцэнтраваных, высокаэнергетычных лазерных прамянёў для расплаўлення і залівання матэрыялаў у сваім суставе. Гэты працэс з'яўляецца хуткім, дакладным і стварае мінімальныя цеплаадданыя зоны, што робіць яго ідэальным для прыкладанняў, якія патрабуюць чыстых і дакладных звар. Каб зразумець, як працуе гэтая тэхналогія, давайце разбіваем асноўныя этапы, якія ўдзельнічаюць у працэсе - пачынаючы ад генерацыі лазера да канчатковага фарміравання зваркі.

Лазер генерацыя і перадача

У аснове кожнай лазернай зварачнай машыны ляжыць яго лазерная крыніца. Роля лазернай крыніцы заключаецца ў стварэнні прамяня ўзгодненага святла, які высока сканцэнтраваны і накіраваны на мэтавую нарыхтоўку. Некалькі тыпаў лазерных крыніц выкарыстоўваюцца ў залежнасці ад прыкладання, тыпу матэрыялу і неабходнай выходнай магутнасці.

1. Валаконны лазеры

Валаконныя лазеры найбольш шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных лазерных зварачных машынах, асабліва ў высокадакладных і хуткасных прамысловых прыкладаннях. Гэтыя лазеры генеруюць прамень праз аптычныя валокны, легаваныя рэдкімі элементамі, такімі як Yterbium. Затым лазерны прамень перадаецца праз валакно з мінімальнай стратай энергіі, у выніку чаго:

• Якасць высокай прамяня

• Выдатная фокуснасць

• Энергаэфектыўнасць

• Нізкае абслугоўванне

З -за іх надзейнасці і маштабаванасці, лазерныя лазеры ідэальна падыходзяць для робататэхнічных і аўтаматызаваных зварных сістэм.

2. Co₂ лазеры

Co₂ лазеры ствараюць інфрачырвонае лазернае святло пры дапамозе сумесі газаў (звычайна вуглякіслы газ, азот і гелій). Гэтыя лазеры эфектыўныя для рэзкі і зваркі неметалічных матэрыялаў, такіх як пластмаса, дрэва і кераміка. Аднак у кантэксце лазернай зваркі яны таксама выкарыстоўваюцца для больш тоўстых металічных матэрыялаў, калі дастаўка прамянёў з дапамогай люстэркаў магчыма.

У той час як лазеры Co₂ прапануюць высокі ўзровень магутнасці, яны маюць абмежаванні ў дакладных прыкладаннях, звязаных з:

• Большы памер плямы прамяня

• Складаная дастаўка прамянёў пры дапамозе люстэркаў

• Больш высокае абслугоўванне ў параўнанні з лазернымі лазерамі

3. ND: Яг лазеры

ND: YAG (Neodymium-лекавы граната yttrium Aluminium) Лазеры былі традыцыйна папулярнымі для Лазерныя зварачныя машыны  з -за здольнасці працаваць як у бесперапынных, так і ў імпульсных рэжымах. Яны таксама прапанавалі гнуткасць у дастаўцы прамянёў праз валаконную оптыку. Аднак, калі ўздым валокнаў, якія прапануюць лепшую электрычную эфектыўнасць і меншыя эксплуатацыйныя выдаткі, ND: YAG Lasers у значнай ступені спыніліся на карысць больш прасунутых тэхналогій.

Перадача прамяня і факусоўка

Пасля пакалення лазерны прамень неабходна перавезці на месца зваркі. Звычайна гэта робіцца праз:

• Валаконна -аптычныя кабелі ў лакальных лазерах

• Люстэркі і лінзы ў лазерных сістэмах Co₂

Затым прамень сканцэнтраваны з выкарыстаннем дакладных лінзаў на невялікай плошчы нарыхтоўкі. Гэтая канцэнтраваная энергія стварае інтэнсіўнае лакалізаванае ацяпленне, дастаткова, каб раставаць асноўныя матэрыялы, не закранаючы навакольныя зон.

Засяроджванне, ацяпленне і плаўленне матэрыялу

Засяроджаны прамень, які ўтвараецца лазернай зварачнай машынай, забяспечвае велізарную энергію ў дакладнае месца, у выніку чаго матэрыял хутка награваецца і ўтварае расплаўлены басейн. Гэты расплаўлены басейн падарожнічае па стыку, калі лазер рухаецца альбо кіруецца па шляху зваркі.

Некалькі фактараў вызначаюць, наколькі глыбока і эфектыўна пранікае зваркі:

Лазерная магутнасць : больш высокая магутнасць прыводзіць да больш глыбокага пранікнення і больш хуткай хуткасці зваркі.

Памер очаговой плямы : меншы памер плямы павялічвае шчыльнасць энергіі, што дазваляе лепш раставаць.

Хуткасць зваркі : больш хуткая хуткасць зніжае ўвод цяпла, уплываючы на ​​пранікненне і форму шарыка.

Тып матэрыялу і адбівальнасць : такія металы, як алюміній і медзь, адлюстроўваюць лазернае святло і могуць запатрабаваць больш высокай энергіі або спецыялізаваных даўжынь хваль.

Па меры праходжання лазернага прамяня расплаўлены пул хутка астуджаецца і застывае, утвараючы шво з высокай трываласці. Хуткае хуткасць ацяплення і астуджэння мінімізуе скажэнне і захоўвае структурную цэласнасць матэрыялу.

Крокі зваркі ў лазернай машыне зваркі

Функцыянальнасць a Лазерная зварачная машына  можна лепш ацаніць пры аглядзе як пакрокавы працэс. Кожны этап-ад падрыхтоўкі матэрыялу да застывання-мае вырашальнае значэнне для дасягнення паслядоўных і якасных звар.

1. Матэрыял пазіцыянавання

Дакладнае размяшчэнне матэрыялу мае вырашальнае значэнне пры лазернай зварцы. Перш чым пачаць зваркі, нарыхтоўкі павінны быць дакладна выраўнаваны, каб гарантаваць, што лазерны прамень быў сканцэнтраваны менавіта на суставах. У залежнасці ад налады, гэта можна зрабіць з дапамогай:

• Высокадакладныя прыстасаванні

• Табліцы, кантраляваныя ЧПУ

• Робатызаванае зброю

• Сістэмы кіравання зрокам

У аўтаматызаваных умовах камеры машыннага бачання выяўляюць і выпраўляюць адхіленні ў рэжыме рэальнага часу, забяспечваючы належнае выраўноўванне нават для складаных або зменных геаметрый.

2. Апрамяненне і кіраванне лазерным прамянём

Пасля правільнага размяшчэння матэрыялаў лазерная зварная машына актывуе лазер. Сістэма кіравання машынай накіроўвае прамень да сустава пры дапамозе люстэркаў або валаконнай оптыкі. Гэты этап прадугледжвае кантроль у рэжыме рэальнага часу над крытычнымі параметрамі, такімі як:

• Выхад на лазерную магутнасць : дыктуе колькасць энергіі, якая дастаўляецца.

• Частата імпульсу (у імпульсным рэжыме) : колькасць выбухаў энергіі ў секунду.

• Хуткасць падарожжа : хуткасць, з якой лазер перамяшчаецца па суставе.

• Карэкціроўка фокуснай даўжыні : трымае прамень у цэнтры ўвагі на паверхні зваркі.

Пашыраны лазерныя зварачныя машыны маюць сістэмы зваротнай сувязі з закрытым контурам, якія рэгулююць гэтыя зменныя на хаду, каб забяспечыць стабільную зварку, нават калі матэрыял ці навакольнае асяроддзе змяняюцца.

3. Раставанне, астуджэнне і ўтварэнне зваркі

Па меры таго, як лазерны прамень звяртаецца да сустава, ён стварае дастатковую колькасць цяпла, каб расплавіць метал, утвараючы расплаўлены басейн зваркі. Глыбіня і шырыня зваркі кантралююцца параметрамі лазера і матэрыяльнымі ўласцівасцямі.

Па меры прасоўвання лазера:

• Задні край расплаўленага басейна астуджаецца і застывае.

• Суцэльны шва зварных утварае, што пастаянна зліваецца два матэрыялы.

• Гэты працэс можа адбывацца ў бесперапынных рэжымах або імпульсных інтэрвалах, у залежнасці ад тэхнікі і прымянення зваркі.

Хуткасць астуджэння пры лазернай зварцы звычайна вельмі хутка, што спрыяе:

• Дробная мікраструктура

• Мінімальныя цеплаабсметаваныя зоны (HAZ)

• Палепшаная механічная трываласць

Тыпы метадаў лазернай зваркі

Лазерныя зварачныя машыны могуць працаваць у некалькіх рэжымах, кожны з якіх падыходзіць для розных прыкладанняў.

1. Зварка бесперапыннай хвалі (CW)

У гэтым рэжыме лазер выпраменьвае пастаянны прамень святла, што робіць яго ідэальным для доўгіх, бесперапынных швоў. Ён часта выкарыстоўваецца ў хуткасных вытворчых лініях, асабліва ў аўтамабільнай вытворчасці. Зварка CW звычайна патрабуе высокай магутнасці, ад 1000 Вт да 6000 Вт.

2. Імпульсная лазерная зварка

Гэты метад выпраменьвае лазерную энергію ў кароткія імпульсы з высокай інтэнсіўнасцю. Лепш за ўсё для зваркі тонкіх матэрыялаў або невялікіх кампанентаў, адчувальных да цяпла. Імпульсная зварка звычайна выкарыстоўваецца ў:

• Электроніка

• Ювелірныя вырабы

• Медыцынскія прылады

Узровень магутнасці тут значна ніжэй, як правіла, паміж 50 Вт і 500 Вт.

3. Зварка замкнёў і зваркі праводнасці

• Зварка замкнёнай свідравіны (глыбокае пранікненне) : высокая магутнасць лазера выпарае матэрыял, ствараючы вузкую, глыбокую адтуліну, вядомая як 'замочная свідравіна. ' Гэта дазваляе зварку пранікаць глыбока ў матэрыял. Ідэальна падыходзіць для тоўстых матэрыялаў і структурных прыкладанняў.

• Зварачная праводнасць (зліццё паверхні) : лазер награвае толькі паверхню, выклікаючы дробнае плаўленне. Ён падыходзіць для тонкіх металаў і дакладных прыкладанняў, дзе мінімальнае скажэнне цяпла мае вырашальнае значэнне.

Дакладнасць і кантроль

Тое, што адрознівае лазерную зварку, - гэта не толькі хуткасць і цяпло - гэта дакладнасць і кіраванне ім.

Лазерная магутнасць, частата імпульсу і очаговая рэгуляванне

• Лазерная магутнасць : вызначае, колькі энергіі дастаўляецца на нарыхтоўку. Больш магутнасці дазваляе больш глыбокія зваркі або больш хуткая праца, але занадта шмат можа спаліць альбо сказіць матэрыял.

• Частата імпульсу : У імпульснай зварцы гэта вызначае, колькі выбухаў энергіі дастаўляецца ў секунду. Больш высокія частоты прыводзяць да больш гладкіх, больш паслядоўных швоў.

• Карэкціроўка фокусу : каардынацыйная кропка павінна быць выраўнавана дакладна на паверхні зваркі. Няшчасны фокус можа прывесці да дрэннага зліцця або слабых суставаў.

Аўтаматычны кантроль і сістэмы зроку

Сучасныя лазерныя зварачныя машыны абсталяваны маніторынгам у рэжыме рэальнага часу, аўтаматычнымі завесамі зваротнай сувязі і сістэмамі машыннага зроку. Гэтыя тэхналогіі забяспечваюць:

• Дакладнае пазіцыянаванне

• Паслядоўная якасць зваркі

• Выяўленне і карэкцыя дэфектаў

• Скарачэнне чалавечай памылкі

У перадавых наладах AI і машыннае навучанне нават аўтаматычна выкарыстоўваюцца для аптымізацыі параметраў зваркі, далейшы павышэнне якасці і эфектыўнасці.

Выснова

Лазерная зварка - гэта дзіва сучаснай інжынерыі - спалучэнне высокай энергіі, дакладнага кантролю і разумнай аўтаматызацыі. Ад генерацыі лазернага прамяня да ўтварэння чыстых, трывалых швоў, працэс пабудаваны для хуткасці, дакладнасці і трываласці. Незалежна ад таго, што выкарыстоўваецца ў электронікі, аўтамабільнай або высокай класе вытворчасці, яго ўніверсальнасць і дакладнасць робяць яго важным рашэннем.

Калі вы хочаце даследаваць тэхналогію лазернай зварачнай зваркі альбо інвеставаць у надзейную лазерную машыну зваркі, мы рэкамендуем падключыцца з Guangdong Pudian Automation Technology Co., Ltd., як давераны вытворца, які спецыялізуецца на перадавых зварачных рашэннях, Pudian прапануе экспертнае кіраўніцтва і высокапрадукцыйнае абсталяванне, падпісанае вашымі патрэбамі. Наведайце іх вэб -сайт альбо звяжыцеся з іх камандай сёння, каб даведацца больш.