Hoe werkt de laserlasmachine?

Laserslassen is een geavanceerde technologie die veel wordt gebruikt in de moderne industrie voor het samenvoegen van metaalcomponenten met extreme precisie. Naarmate de industrie verschuift naar automatisering en hoge nauwkeurige productie, zijn laserlasmachines onmisbaar gereedschap geworden en bieden ze hoge snelheid, lage thermische vervorming en superieure kwaliteit.

In de kern is laserslassen een techniek die een geconcentreerde lichtstraal gebruikt om materialen te smelten en te smelten. In tegenstelling tot traditionele lasmethoden, die vaak contact en hoge mechanische kracht met zich meebrengen, is laserlassen een contactloze, sterk gecontroleerd proces. Dit resulteert in schonere, nauwkeuriger en snellere lassen, waardoor het ideaal is voor toepassingen in automotive, ruimtevaart, elektronica, medische hulpmiddelen en meer.

Werkprincipe van een laserslasmachine

Een laserslasmachine werkt volgens het principe van het gebruik van geconcentreerde, energieke laserstralen om materialen te smelten en te smelten in hun gewricht. Dit proces is snel, nauwkeurig en genereert minimale door warmte getroffen zones, waardoor het ideaal is voor toepassingen die schone en nauwkeurige lassen vereisen. Om te begrijpen hoe deze technologie werkt, laten we de kernfasen opsplitsen die bij het proces betrokken zijn - beginnend van lasergeneratie naar de uiteindelijke vorming van de las.

Lasergeneratie en -transmissie

De kern van elke laserlasmachine is de laserbron. De rol van de laserbron is het genereren van een balk van coherent licht dat sterk gefocust is en gericht op het doelwerkstuk. Verschillende soorten laserbronnen worden gebruikt, afhankelijk van de toepassing, het materiaaltype en de vereiste uitgangsvermogen.

1. Vezellasers

Vezellazers zijn het meest gebruikt in moderne laserslasmachines, met name in zeer nauwkeurige en snelle industriële toepassingen. Deze lasers genereren de balk door optische vezels gedoteerd met zeldzame aarde-elementen zoals ytterbium. De laserstraal wordt vervolgens door de vezel overgebracht met minimaal energieverlies, wat resulteert in:

• Hoogstraalkwaliteit

• Uitstekende focusbaarheid

• Energie -efficiëntie

• Onderhoudsarme

Vanwege hun betrouwbaarheid en schaalbaarheid zijn vezellasers ideaal voor robotachtige en geautomatiseerde lassystemen.

2. Co₂ lasers

CO₂ -lasers genereren infrarood laserlicht met behulp van een mengsel van gassen (typisch koolstofdioxide, stikstof en helium). Deze lasers zijn effectief in het snijden en lassen van niet-metalen materialen zoals kunststoffen, hout en keramiek. In de context van laserslassen worden ze echter ook gebruikt voor dikkere metalen materialen wanneer bundelafgifte via spiegels haalbaar is.

Hoewel CO₂ -lasers hoge vermogensniveaus bieden, hebben ze beperkingen in precisietoepassingen vanwege:

• Grotere bundelspotformaat

• Complexe bundelafgifte met spiegels

• Hoger onderhoud in vergelijking met vezellasers

3. Nd: Yag Lasers

ND: YAG (neodymium-gedoteerde yttrium aluminium granaat) lasers waren traditioneel populair voor Laserslasmachines  vanwege hun vermogen om zowel in continue als gepulseerde modi te werken. Ze boden ook flexibiliteit bij het leveren van bundels door middel van glasvezel. Met de opkomst van vezellasers die een betere elektrische efficiëntie en lagere operationele kosten bieden, zijn ND: YAG -lasers echter grotendeels afgebouwd ten gunste van meer geavanceerde technologieën.

Balk -transmissie en focussering

Na de generatie moet de laserstraal naar de laslocatie worden getransporteerd. Dit wordt meestal gedaan door:

• Vezeloptische kabels in vezellasers

• Mirrors en lenzen in Co₂ lasersystemen

De straal wordt vervolgens gefocust met behulp van precisielenzen op een klein deel van het werkstuk. Deze geconcentreerde energie creëert intense gelokaliseerde verwarming, voldoende om de basismaterialen te smelten zonder de omliggende zones te beïnvloeden.

Het materiaal focussen, verwarmen en smelten

De gerichte bundel geproduceerd door een laserlasmachine levert immense energie op een locatie, waardoor het materiaal snel wordt verwarmd en een gesmolten pool vormt. Deze gesmolten pool reist langs het gewricht terwijl de laser beweegt of wordt geleid langs het laspad.

Verschillende factoren bepalen hoe diep en effectief de las doordringt:

Laservermogen : hoger vermogen resulteert in diepere penetratie en snellere lassnelheden.

Focale spotgrootte : een kleinere spotgrootte verhoogt de energiedichtheid, waardoor een beter smelten mogelijk is.

Lassnelheid : snellere snelheden verminderen de warmteingang, die de penetratie en de kralenvorm beïnvloeden.

Materiaaltype en reflectiviteit : metalen zoals aluminium en koper reflecteren laserlicht en vereisen mogelijk hogere energie of gespecialiseerde golflengten.

Naarmate de laserstraal vordert, koelt het gesmolten pool snel en stolt en vormt het een hoogwaardig lasnaad. De snelle verwarmings- en koelsnelheden minimaliseren vervorming en behouden de structurele integriteit van het materiaal.

Lasprocesstappen in een laserslasmachine

De functionaliteit van een Laserslasmachine  kan beter worden gewaardeerd wanneer ze worden onderzocht als een stapsgewijze proces. Elke fase-van materiaalbereiding tot stolling-is cruciaal voor het bereiken van consistente, hoogwaardige lassen.

1. Materiële positionering

Nauwkeurige materiaalpositionering is van cruciaal belang bij laserslassen. Voordat het lasproces begint, moeten de werkstukken nauwkeurig worden uitgelijnd om ervoor te zorgen dat de laserstraal precies op het gewricht is gericht. Afhankelijk van de opstelling kan dit worden gedaan met behulp van:

• Zeer nauwkeurige armaturen

• CNC-gecontroleerde tabellen

• Robotachtige armen

• Visie-geleide systemen

In geautomatiseerde omgevingen detecteren en corrigeren machine vision-camera's in realtime afwijkingen en zorgen voor de juiste afstemming, zelfs voor complexe of variabele geometrieën.

2. Laserstraal bestraling en controle

Zodra de materialen correct zijn geplaatst, activeert de laserlasmachine de laser. Het besturingssysteem van de machine stuurt de balk naar de gewricht met behulp van spiegels of glasvezel. Deze fase omvat realtime controle over kritieke parameters, zoals:

• Laservermogensuitgang : bepaalt de hoeveelheid energie die wordt geleverd.

• Pulsfrequentie (in gepulseerde modus) : Aantal energiebursts per seconde.

• Reissnelheid : snelheid waarmee de laser over het gewricht beweegt.

• De aanpassing van de brandpuntsafstand : houdt de straal in focus op het lasoppervlak.

Geavanceerde laserslasmachines zijn voorzien van feedbacksystemen met gesloten-lus die deze variabelen onder de kop aanpassen om stabiel lassen te garanderen, zelfs als het materiaal of de omgeving verandert.

3. Smelten-, koel- en lasvorming

Terwijl de laserstraal contact maakt met de gewricht, genereert deze voldoende warmte om het metaal te smelten, waardoor een gesmolten laspool wordt gevormd. De diepte en breedte van de las worden geregeld door de parameters en materiaaleigenschappen van de laser.

Naarmate de laser vordert:

• De achterrand van het gesmolten pool koelt en stolt.

• Een solide lasnaad vormt zich die de twee materialen permanent combineert.

• Dit proces kan optreden in continue modus of gepulseerde intervallen, afhankelijk van de lastechniek en toepassing.

Koeltarieven bij laserslassen zijn meestal zeer snel, wat bijdraagt ​​aan:

• Fijne microstructuur

• Minimale warmte-aangetaste zones (HAZ)

• Verbeterde mechanische sterkte

Soorten laserslassentechnieken

Laserdasmachines kunnen in verschillende modi werken, elk geschikt voor verschillende toepassingen.

1. Continue golf (CW) lassen

In deze modus zendt de laser een constante lichtstraal, waardoor hij ideaal is voor lange, ononderbroken lassen. Het wordt vaak gebruikt in high-speed productielijnen, vooral bij de productie van autofabrieken. CW -lassen vereist meestal hoog vermogen, van 1000 W tot 6000 W.

2. Gepulseerd laserslassen

Deze methode stuurt laserergie uit in korte pulsen met hoge intensiteit. Het is het beste voor het lassen van dunne materialen of kleine componenten die gevoelig zijn voor warmte. Gepulseerd lassen wordt vaak gebruikt in:

• Elektronica

• Sieraden

• Medische hulpmiddelen

De vermogensniveaus hier zijn veel lager, meestal tussen 50W en 500W.

3. Sleutelgatlassen versus geleiding lassen

• Sleutelgatlassen (diepe penetratie) : het hoge vermogen van de laser verdampt het materiaal en creëert een smal, diep gat dat bekend staat als een 'sleutelgat. ' Hierdoor kan de las diep in het materiaal doordringen. Het is ideaal voor dikke materialen en structurele toepassingen.

• Geleidingslassen (oppervlaktefusie) : de laser verwarmt alleen het oppervlak en veroorzaakt ondiep smelten. Het is geschikt voor dunne metalen en precisietoepassingen waarbij minimale warmtevervorming van cruciaal belang is.

Precisie en controle

Wat laserslassen onderscheidt, is niet alleen de snelheid of warmte - het is de precisie en controle die het biedt.

Laservermogen, pulsfrequentie en focale aanpassing

• Laservermogen : bepaalt hoeveel energie wordt geleverd aan het werkstuk. Meer vermogen zorgt voor diepere lassen of snellere werking, maar te veel kan het materiaal verbranden of vervormen.

• Pulsfrequentie : bij gepulseerd lassen definieert dit hoeveel uitbarstingen van energie per seconde worden geleverd. Hogere frequenties resulteren in soepeler, meer consistente lassen.

• Focusaanpassing : het brandpunt moet exact op het lasoppervlak worden uitgelijnd. Een verkeerd uitgelijnde focus kan leiden tot slechte fusie of zwakke gewrichten.

Automatische controle- en visiesystemen

Moderne laserslasmachines zijn uitgerust met realtime monitoring, automatische feedbacklussen en machine-vision-systemen. Deze technologieën zorgen voor:

• Nauwkeurige positionering

• Consistente laskwaliteit

• Detectie en correctie van defecten

• Verminderde menselijke fout

In geavanceerde opstellingen worden AI en machine learning zelfs gebruikt om de lasparameters automatisch te optimaliseren, waardoor de kwaliteit en efficiëntie verder wordt verbeterd.

Conclusie

Laserslassen is een wonder van moderne engineering - het combineren van hoge energie, precieze controle en slimme automatisering. Van het genereren van de laserstraal tot het vormen van schone, duurzame lassen, het proces is gebouwd voor snelheid, nauwkeurigheid en sterkte. Of het nu wordt gebruikt in elektronica, automotive of high-end productie, de veelzijdigheid en precisie maken het een essentiële oplossing.

Als u laserslassentechnologie wilt verkennen of in een betrouwbare laserlasmachine wilt investeren, raden we aan om verbinding te maken met Guangdong Pudian Automation Technology Co., Ltd. als een vertrouwde fabrikant die gespecialiseerd is in geavanceerde lasoplossingen, biedt Pudian deskundige begeleiding en high-performance apparatuur die op uw behoeften is afgestemd. Bezoek hun website of neem vandaag nog contact op met hun team voor meer informatie.