Lāzermetināšanas veiktspēja un pielietojumi dažādiem materiāliem

Lāzermetināšana tiek plaši izmantota metālu ražošanā, jo tā piedāvā lielu metināšanas ātrumu, koncentrētu siltuma padevi, precīzu metināšanas šuvju kontroli un iespēju radīt tīras, pievilcīgas metināšanas šuves. To izmanto tādās nozarēs kā automobiļu ražošana, lokšņu metāla ražošana, elektroiekārtas, sadzīves tehnika, aparatūras ražošana un jauni enerģijas lietojumi.

Tomēr lāzermetināšanas rezultāti ievērojami atšķiras atkarībā no metināmā materiāla . Nerūsējošajam tēraudam, oglekļa tēraudam, cinkotajam tēraudam, alumīnija sakausējumiem un varam ir dažādas fizikālās īpašības, atstarošanas spēja, siltumvadītspēja un virsmas īpašības. Šīs atšķirības ietekmē metināšanas stabilitāti, iespiešanos, metinājuma izskatu, deformāciju un procesa prasības.

Nepietiek ar lāzera metināšanas iekārtas izvēli, pamatojoties tikai uz tā nominālo jaudu. Ražotājiem jāņem vērā arī materiāls, biezums, šuvju dizains, metināšanas izskata prasības, ražošanas apjoms un faktiskie pielietojuma apstākļi.

Šajā rakstā ir salīdzināti dažādu metālu lāzermetināšanas raksturlielumi, izplatītākie izaicinājumi un pielietojumi, kā arī izskaidrots, kā izvēlēties piemērotu lāzermetināšanas iekārtu.

1. Lāzermetināšanas veiktspējas salīdzinājums dažādiem materiāliem

Dažādi metāli atšķirīgi reaģē uz lāzera enerģiju. Izpratne par šīm atšķirībām palīdz ražotājiem novērtēt procesa iespējamību un izvēlēties piemērotu aprīkojumu.

Tabulā ir sniegti vispārīgi norādījumi. Faktiskie rezultāti ir atkarīgi no konkrētā sakausējuma, materiāla biezuma, virsmas stāvokļa, savienojuma struktūras, lāzera avota, metināšanas galviņas un procesa parametriem. Pirms aprīkojuma izvēles vai masveida ražošanas ieteicams veikt paraugu pārbaudi.

2. Nerūsējošā tērauda lāzermetināšana

Nerūsējošais tērauds ir izplatīts materiāls lāzermetināšanas lietojumos. Ar atbilstošiem procesa iestatījumiem lāzermetināšana var radīt šauras metināšanas šuves, koncentrētu siltuma padevi un pievilcīgu apdari. Tas ir īpaši piemērots izstrādājumiem, kuriem nepieciešama gan struktūras integritāte, gan labs izskats.

Kopīgas lietojumprogrammas

Nerūsējošā tērauda lāzermetināšana tiek plaši izmantota:

• Nerūsējošā tērauda skapji un korpusi

• Virtuves aprīkojums un komerciālās ēdināšanas aprīkojums

• Rūpnieciskās lokšņu metāla detaļas

• Medicīnas ierīču sastāvdaļas

• Aparatūras izstrādājumi un precīzas metāla daļas

• Nerūsējošā tērauda rāmji un izgatavotas konstrukcijas

Galvenie metināšanas apsvērumi

Lai gan nerūsējošais tērauds parasti ir piemērots lāzermetināšanai, gala rezultāts joprojām ir atkarīgs no materiāla biezuma, šuvju savienojuma, virsmas tīrības un metināšanas parametriem.

Plānām nerūsējošā tērauda loksnēm pārmērīga siltuma padeve var izraisīt izdegšanu vai deformāciju. Redzamām metināšanas šuvēm var būt svarīgas bažas arī krāsas maiņa un virsmas apdare.

Lai sasniegtu konsekventus rezultātus, ražotājiem jāpievērš uzmanība:

1. Metināšanas parametri: pielāgojiet lāzera jaudu, metināšanas ātrumu un citus attiecīgos iestatījumus atbilstoši materiāla biezumam un savienojuma konfigurācijai.

2. Savienojumu sagatavošana: Saglabājiet savienojuma spraugu un montāžu procesa prasībām.

3. Virsmas stāvoklis: Noņemiet eļļu, netīrumus un citus piesārņotājus, kas var ietekmēt metināšanas stabilitāti.

4. Metinātās šuves izskats: novērtējiet metinājuma priekšpusi un, ja iespējams, aizmuguri.

5. Ražošanas konsekvence: pārbaudiet, vai process ir stabils atkārtotās metināšanas šuvēs un ražošanas partijās.

Nerūsējošā tērauda izstrādājumiem ar augstām izskata prasībām paraugu pārbaude var palīdzēt noteikt, vai piemērotākā iespēja ir rokas lāzermetināšanas iekārta, automātiska stieples padeves lāzermetināšanas iekārta vai platformas lāzermetināšanas iekārta.

3. Oglekļa tērauda lāzermetināšana

Oglekļa tēraudu plaši izmanto rūpnieciskajā ražošanā tā pieejamības, mehānisko īpašību un plašā pielietojuma klāsta dēļ. Lāzermetināšana var nodrošināt augstu metināšanas efektivitāti un koncentrētu siltuma padevi, padarot to piemērotu daudziem oglekļa tērauda komponentiem.

Kopīgas lietojumprogrammas

Tipiski lietojumi ietver:

• Rūpniecisko iekārtu rāmji

• Metāla skapji un korpusi

• Mašīnu sastāvdaļas

• Automobiļu daļas

• Lokšņu metāla konstrukcijas

• Vispārīgi metālapstrādes izstrādājumi

Galvenie metināšanas apsvērumi

Oglekļa tēraudu parasti var efektīvi metināt ar lāzeru, ja process ir saskaņots ar materiāla un savienojuma dizainu. Tomēr pārmērīga enerģijas padeve var izraisīt plānu lokšņu izdegšanu, savukārt nepiemēroti iestatījumi vai slikta savienojuma sagatavošana var izraisīt izšļakstīšanos, izkropļojumus vai nekonsekventu iespiešanos.

Galvenie apsvērumi ietver:

• Materiāla biezums: plānām loksnēm nepieciešama rūpīga siltuma padeves kontrole, savukārt biezākiem materiāliem var būt nepieciešama cita procesa iestatīšana vai savienojuma dizains.

• Metināšanas ātrums: metināšanas ātrums ietekmē iespiešanos, metināšanas šuves veidošanos un produktivitāti.

• Savienojuma sprauga: lielas vai nekonsekventas spraugas var apgrūtināt stabilas metināšanas šuves veidošanos.

• Virsmas stāvoklis: eļļa, rūsa, katlakmens un citi piesārņotāji var ietekmēt metinājuma kvalitāti.

• Mehāniskās prasības: Metinātās šuves jānovērtē attiecībā pret nepieciešamo stiprību un ekspluatācijas apstākļiem.

Liela apjoma ražošanā process jānovērtē ne tikai attiecībā uz individuālo metinājuma kvalitāti, bet arī pēc atkārtojamības, cikla laika un savietojamības ar armatūru vai automatizāciju.

4. Cinkota tērauda lāzermetināšana

Cinkots tērauds parasti tiek izmantots elektriskajos skapjos, HVAC iekārtās, automobiļu detaļās un citos lokšņu metāla izstrādājumos. Tā cinka pārklājums nodrošina aizsardzību pret koroziju, taču tas rada arī papildu problēmas metināšanas laikā.

Kad pārklājums tiek uzkarsēts, cinks var iztvaikot un traucēt metinājuma šuvju veidošanos. Ja process netiek pareizi kontrolēts, var rasties tādi defekti kā porainība, šļakatas un nestabilas metināšanas šuves. Var tikt bojāts arī pārklājums metinājuma šuves tuvumā.

Kopīgas lietojumprogrammas

• Elektrības skapji un sadales korpusi

• HVAC korpusi un sastāvdaļas

• Automobiļu lokšņu metāla detaļas

• Metāla kronšteini un balsti

• Rūpnieciskie lokšņu metāla izstrādājumi

Galvenie metināšanas apsvērumi

Galvenais izaicinājums ir līdzsvarot metinājuma kvalitāti ar cinka pārklājuma īpašībām.

Ražotājiem jāņem vērā:

1. Pārklājuma stāvoklis: pārklājuma biezums un stāvoklis var ietekmēt metināšanas darbību.

2. Savienojumu dizains un montāža: atbilstoša savienojuma sagatavošana var palīdzēt uzlabot procesa stabilitāti.

3. Parametru optimizācija: lāzera jauda, ​​metināšanas ātrums un citi procesa iestatījumi jāpārbauda attiecībā pret faktisko materiālu un savienojuma struktūru.

4. Metināšanas pārbaude: pārbaudiet porainību, šļakatas, nepilnīgu saplūšanu un citus defektus atbilstoši izstrādājuma kvalitātes prasībām.

5. Aizsardzība pret koroziju: Novērtējiet, vai metinātajai vietai pēc metināšanas nepieciešama papildu virsmas apstrāde vai aizsardzība pret koroziju.

Svarīga ir arī darba drošība. Cinkota tērauda karsēšana var radīt cinku saturošus dūmus. Pamatojoties uz materiāla, procesa un darba vietas riska novērtējumu, ir jāīsteno atbilstoša vietējā nosūces ventilācija un piemērotas arodekspozīcijas kontroles.

Cinkota tērauda izstrādājumiem īpaši svarīga ir pārbaude ar faktisko pārklājuma materiālu. Veiksmīga metināšana uz nepārklāta tērauda ne vienmēr nozīmē, ka tie paši iestatījumi labi darbosies arī uz cinkota tērauda.

5. Alumīnija sakausējuma lāzermetināšana

Alumīnija sakausējumi tiek plaši izmantoti vietās, kur svarīga ir viegla konstrukcija, izturība pret koroziju un konstrukcijas veiktspēja. Tie ir atrodami jaunās enerģijas iekārtās, transporta komponentos, alumīnija korpusos un dažādos rūpniecības produktos.

Tomēr alumīnija sakausējuma lāzermetināšanai ir nepieciešama rūpīga procesa izstrāde, jo alumīnijs lāzera enerģiju atspoguļo atšķirīgi no daudziem tēraudiem un efektīvi vada siltumu.

Kopīgas lietojumprogrammas

• Akumulatoru korpusi un jaunas enerģijas iekārtas

• Alumīnija rāmji un konstrukcijas sastāvdaļas

• Transporta aprīkojums

• Rūpnieciskie alumīnija korpusi

• Alumīnija lokšņu metāla izstrādājumi

• Sastāvdaļas, kurām nepieciešama viegla konstrukcija

Galvenie metināšanas apsvērumi

Alumīnija sakausējuma lāzermetināšanu var ietekmēt sakausējuma sastāvs, materiāla biezums, virsmas oksidēšanās, savienojumu spraugas un procesa parametri.

Kopējie izaicinājumi ietver:

• Augsta atstarošanās spēja: Enerģijas absorbcijas izturēšanās atšķiras no daudziem tērauda materiāliem.

• Augsta siltumvadītspēja: siltums ātri izplatās caur materiālu, ietekmējot metināšanas šuves veidošanos.

• Porainība: Ūdeņradis un virsmas piesārņojums var veicināt poru veidošanos.

• Plaisāšanas risks: daži alumīnija sakausējumi un savienojumu apstākļi var būt jutīgi pret karstu plaisāšanu.

• Deformācija: plānas alumīnija loksnes var deformēties, ja siltuma padeve un stiprinājumi netiek pareizi kontrolēti.

Lai uzlabotu metināšanas rezultātus, ražotājiem ir jānosaka precīzs sakausējums un biezums, jāsaglabā konsekventa virsmas sagatavošana, jāoptimizē procesa parametri un jānovērtē pabeigtā metinājuma šuve attiecībā pret pielietojuma mehāniskajām un izskata prasībām.

Alumīnija izstrādājumiem, ko izmanto prasīgiem lietojumiem, paraugu metināšana un atbilstoša kvalitātes pārbaude ir īpaši svarīga pirms pārejas uz masveida ražošanu.

6. Vara un vara sakausējumu lāzermetināšana

Varš un vara sakausējumi tiek izmantoti elektriskajā un elektroniskajā ražošanā to elektriskās un siltumvadītspējas dēļ. Tie ir izplatīti vadošos savienotājos, spailēs, barošanas iekārtās un citos komponentos, kam nepieciešami uzticami elektriskie savienojumi.

Tomēr varš rada īpašas problēmas lāzermetināšanai. Tā augstā atstarošanas spēja un augstā siltumvadītspēja var padarīt enerģijas savienojumu un siltuma pārvaldību daudz prasīgāku nekā ar daudziem citiem metāliem.

Kopīgas lietojumprogrammas

• Elektrības savienotāji un spailes

• Vadītspējīgas sastāvdaļas

• Elektroniskās metāla daļas

• Spēka iekārtu sastāvdaļas

• Vara komponenti, ko izmanto jaunos enerģijas lietojumos

Galvenie metināšanas apsvērumi

Lāzermetināšanas piemērotība vara ir atkarīga no vara klases, biezuma, savienojuma konfigurācijas, lāzera avota un nepieciešamās metināšanas veiktspējas.

Svarīgi faktori ietver:

1. Enerģijas absorbcija: Vara atstarošanas spēja var padarīt stabilu enerģijas ievadi grūtāku.

2. Siltuma izkliede: augsta siltumvadītspēja ietekmē siltuma sadalījumu ap metinājumu.

3. Savienojuma struktūra: detaļu dizains un montāža ietekmē metināšanas šuves veidošanos un atkārtojamību.

4. Procesa stabilitāte: parametri ir jāapstiprina faktiskajam vara materiālam.

5. Kvalitātes prasības: var būt jānovērtē elektriskā pretestība, mehāniskā izturība, metinājuma izskats un citas ar lietojumu saistītas prasības.

Tā kā vara metināšana var būt jutīga pret materiāla un procesa apstākļiem, ražotājiem nevajadzētu paļauties tikai uz parametriem, kas izstrādāti nerūsējošajam tēraudam vai oglekļa tēraudam. Nepieciešama praktiska pārbaude, lai noteiktu, vai izvēlētā lāzermetināšanas sistēma var sasniegt nepieciešamos ražošanas un kvalitātes mērķus.

7. Kā izvēlēties pareizo lāzermetināšanas iekārtu dažādiem materiāliem

Pēc materiāla un tā metināšanas īpašību noteikšanas nākamais solis ir izvēlēties aprīkojumu, kas atbilst sagataves struktūrai, ražošanas metodei un kvalitātes prasībām.

Dažādas lāzermetināšanas iekārtas ir paredzētas dažādiem lietojumiem. Vispiemērotākais variants ir atkarīgs ne tikai no lāzera jaudas.

7.1 Rokas lāzermetināšanas iekārtas

Rokas lāzermetināšanas iekārtas ir piemērotas daudziem elastīgiem metināšanas pielietojumiem, jo ​​īpaši, ja izstrādājumi atšķiras pēc formas vai bieži mainās metināšanas pozīcijas.

Iespējamie pielietojumi ietver nerūsējošā tērauda ražošanu, oglekļa tērauda komponentus, aprīkojuma korpusus, metāla rāmjus un vispārēju lokšņu metāla apstrādi.

Izvēloties rokas sistēmu, novērtējiet tās saderību ar mērķa materiālu un biezumu, operatora prasībām, metināšanas pozīciju, darba ciklu un darba vietas drošības pasākumus.

7.2. Automātiskās stieples padeves lāzermetināšanas iekārtas

Automātiskās stieples padeves lāzermetināšanas iekārtas metināšanas procesam pievieno pildvadu. Tie var būt noderīgi, ja savienojumu spraugas, metināšanas šuves ģeometrija vai metināšanas šuvju veidošanas prasības padara pildvielu izdevīgus.

Tos var uzskatīt par piemērotiem nerūsējošā tērauda, ​​​​oglekļa tērauda un citiem saderīgiem metāla lietojumiem. Tomēr pildvielas stieples izvēlei un metināšanas parametriem ir jāatbilst pamatmateriālam un nepieciešamajām metināšanas īpašībām.

Stieples padeve automātiski neatrisina katru savienojuma spraugu vai metināšanas defektu. Procesam joprojām ir nepieciešama piemērota savienojuma sagatavošana, stabila stieples piegāde un parametru validācija.

7.3. Platformas lāzermetināšanas iekārtas

Platformas lāzermetināšanas iekārtas ir piemērotas sagatavēm, kuras var novietot uz platformas vai armatūras. Tos var izmantot izstrādājumiem, kuriem nepieciešama konsekventa pozicionēšana, atkārtojami metināšanas ceļi un kontrolēti apstrādes apstākļi.

Atkarībā no sistēmas konfigurācijas platformas aprīkojums var atbalstīt tādas lietojumprogrammas kā precīzas lokšņu metāla detaļas, nerūsējošā tērauda izstrādājumi un citas metāla daļas ar noteiktiem metināšanas ceļiem.

Produktiem ar stingrām izskata prasībām, paraugu pārbaudē jāpārbauda metināšanas šuvju konsistence, virsmas krāsas izmaiņas, deformācijas un, ja nepieciešams, abu pušu izskats.

7.4 Galvanometra lāzermetināšanas iekārtas

Galvanometra lāzera metināšanas iekārtas izmanto skenēšanas sistēmu, lai virzītu lāzera staru pa ieprogrammētiem ceļiem. Tie var būt piemēroti lietojumiem, kas saistīti ar atkārtotiem modeļiem, salīdzinoši mazām sagatavēm vai metināšanas ceļiem, kas gūst labumu no ātras skenēšanas.

Faktiskā piemērotība ir atkarīga no sagataves izmēra, metinājuma ģeometrijas, materiāla, biezuma un iekārtas optiskās un kustības konfigurācijas.

Ražotājiem jāapstiprina, ka ar izvēlēto sistēmu var sasniegt nepieciešamo metināšanas ceļu, enerģijas sadalījumu un kvalitātes specifikācijas.

7.5 Robotiskās lāzermetināšanas darbstacijas

Robotiskās lāzermetināšanas darbstacijas ir piemērotas lietojumiem, kuros nepieciešama atkārtojama kustība, sarežģīti metināšanas ceļi, integrācija ar ķermeņiem vai augstāks ražošanas automatizācijas līmenis.

Tos var apsvērt attiecībā uz automobiļu sastāvdaļām, rūpnieciskajām iekārtām, metāla konstrukcijām un citiem produktiem ar atkārtojamām ražošanas prasībām.

Novērtējot robotu sistēmu, ņemiet vērā:

• Sagataves izmēri un svars

• Metināšanas ceļa sarežģītība un pieejamība

• Armatūras konstrukcija un pozicionēšanas precizitāte

• Nepieciešamais ražošanas cikla laiks

• Kvalitātes pārbaude un procesa uzraudzība

• Integrācija ar iepriekšējām un pakārtotām darbībām

• Operatora drošības un aizsardzības pasākumi

Liela apjoma ražošanai aprīkojuma izvēlei jābalstās uz visu ražošanas procesu, nevis tikai uz metināšanas iekārtu.

8. Kāpēc paraugmetināšanas testiem ir nozīme pirms lāzera metināšanas iekārtas iegādes

Iekārtas nominālā jauda un specifikācijas nevar pilnībā paredzēt tās metināšanas veiktspēju konkrētai sagatavei. Pat tad, ja divos produktos tiek izmantots viens un tas pats nominālais materiāls, biezuma, virsmas stāvokļa, savienojuma struktūras un kvalitātes prasību atšķirības var radīt atšķirīgus rezultātus.

Pirms aprīkojuma iegādes ražotājiem jāsagatavo reprezentatīvi sagataves un jānovērtē faktiskais metināšanas process.

Galvenie vērtēšanas punkti ietver:

1. Metināšanas šuves izskats
Pārbaudiet metinājuma šuves konsistenci, virsmas krāsas izmaiņas, šļakatas un citus redzamus defektus, lai tie atbilstu izstrādājuma prasībām.

2. Caurlaidības un savienojuma kvalitāte
Pārliecinieties, ka metinātā šuve atbilst nepieciešamajiem iespiešanās un saplūšanas kritērijiem. Ja nepieciešams, veiciet atbilstošu destruktīvu vai nesagraujošu pārbaudi.

3. Deformācijas un siltuma ietekme
Novērtējiet, vai siltuma ievade neizraisa nepieņemamus traucējumus vai bojājumus blakus esošajām virsmām.

4. Atkārtojamība
Pārbaudiet vairākus paraugus, lai noteiktu, vai process var saglabāt konsekventus rezultātus, nevis tikai vienu veiksmīgu metinājumu.

5. Ražošanas efektivitāte
Novērtējiet metināšanas ātrumu, iekraušanas un izkraušanas laiku, armatūras prasības un iespējamo cikla laiku faktiskajā ražošanā.

6. Iekārtu saderība
Nosakiet, vai vispiemērotākā ir rokas mašīna, automātiskā stieples padeves sistēma, platformas iekārta, galvanometra sistēma vai robotizēta darbstacija.

Parauga pārbaude palīdz ražotājiem laikus noteikt procesa riskus, salīdzināt aprīkojuma iespējas un samazināt iespēju iegādāties sistēmu, kas neatbilst viņu ražošanas vajadzībām.

9. Izvēlieties lāzera metināšanas iekārtu, pamatojoties uz jūsu faktisko pielietojumu

Lāzermetināšanas veiktspēja atšķiras atkarībā no materiāla veida, biezuma, virsmas stāvokļa, savienojuma struktūras un procesa iestatījumiem. Nerūsējošajam tēraudam, oglekļa tēraudam, cinkotajam tēraudam, alumīnija sakausējumiem un vara katram ir savi procesa apsvērumi. Tāpēc, izvēloties pareizo aprīkojumu, ir nepieciešams praktiski novērtēt gan sagataves, gan ražošanas prasības.

Guangdong Pudian Automation Technology Co., Ltd. (PDKJ) ir punktmetināšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un automatizētas metināšanas iekārtu ražotājs. Tā produktu klāstā ietilpst rokas lāzermetināšanas iekārtas, automātiskās stieples padeves lāzermetināšanas iekārtas, platformas lāzermetināšanas iekārtas, galvanometra lāzermetināšanas sistēmas un robotizētas lāzermetināšanas darbstacijas.

Ja novērtējat lāzermetināšanas iekārtu jaunam produktam vai ražošanas līnijai, nosūtiet sagataves uz PDKJ, lai saņemtu bezmaksas metināšanas procesa novērtējumu un bezmaksas metināšanas parauga pārbaudi . Pārbaude ar jūsu faktisko materiālu var palīdzēt novērtēt metinājuma kvalitāti, izskatu, procesa piemērotību un aprīkojuma konfigurāciju, pirms pieņemat lēmumu par pirkumu.

Kontakta URL:https://www.pdkjwelder.com

E-pasts: pdkj@gd-pw.com

Whatsapp: +86 13631765713