Co to jest spawarka laserowa

22/03/2022
by Dariusz Babicki

Co to jest spawarka laserowa?

Spawarki laserowe są przystosowane do laserowego spawania materiałów. W zależności od metody pracy można ją często podzielić na zgrzewarkę laserową (ręczne urządzenie do spawania laserowego), automatyczną zgrzewarkę laserową, zgrzewarkę laserową do biżuterii, zgrzewarkę laserową punktową, a także zgrzewarkę laserową z transmisją światłowodową, zgrzewarkę z lustrem wibracyjnym , ręczna spawarka i inne specjalne urządzenia do spawania laserowego, w tym spawarka czujnikowa, sprzęt do spawania laserowego blach ze stali krzemowej, sprzęt do spawania laserowego klawiatury. Mogą być spawane grafiki to: punkty, linie, okręgi, kwadraty lub dowolna płaska grafika rysowana przez oprogramowanie.

 

Spawarka laserowa o wysokim stopniu automatyzacji i prostym procesie zgrzewania. Bezkontaktowa metoda działania, aby spełnić wymagania czystej ochrony środowiska. Użycie spawarki laserowej do obróbki przedmiotu obrabianego może poprawić wydajność. Gotowy przedmiot ma piękny wygląd, mały szew spawalniczy, dużą głębokość spawania i wysoką jakość spawania. Spawarka laserowa jest szeroko stosowana w obróbce protez dentystycznych, spawaniu klawiatury, spawaniu blach ze stali krzemowej, spawaniu czujników, spawaniu pokryw uszczelek akumulatora itp. Jednak koszt spawarki laserowej jest stosunkowo wysoki, a wymagania dotyczące precyzji montażu przedmiotu obrabianego są również stosunkowo wysokie i istnieją ograniczenia w tych aspektach.

 

Jak działa spawarka laserowa?

Spawanie laserowe wykorzystuje wysokoenergetyczne impulsy laserowe do lokalnego podgrzewania materiału na niewielkim obszarze. Energia promieniowania laserowego dyfunduje do materiału poprzez przewodzenie ciepła, a materiał topi się, tworząc określoną stopioną sadzawkę. Jest to nowy rodzaj metody spawania, głównie do spawania materiałów cienkościennych i części precyzyjnych. Może realizować zgrzewanie punktowe, zgrzewanie doczołowe, zgrzewanie ściegowe, zgrzewanie uszczelniające itp., Z wysokim współczynnikiem kształtu, małą szerokością spoiny i małą strefą wpływu ciepła. Małe odkształcenie, szybka prędkość spawania, gładki i piękny szew spawalniczy, brak konieczności obsługi lub prostej obróbki po spawaniu, wysoka jakość szwu spawalniczego, brak porowatości, precyzyjna kontrola, mała plamka ostrości, wysoka dokładność pozycjonowania, łatwa do zrealizowania automatyzacja.

 

Zasada działania spawarki laserowej: spawanie laserowe może być realizowane za pomocą ciągłej lub impulsowej wiązki laserowej. Zasadę spawania laserowego można podzielić na spawanie z przewodzeniem ciepła i spawanie laserowe z głębokim wtopieniem. Gęstość mocy jest mniejsza niż 104~105 W/cm2 dla spawania kondukcyjnego. W tym czasie głębokość penetracji jest płytka, a prędkość spawania jest niska; gdy gęstość mocy jest większa niż 105~107 W/cm2, metalowa powierzchnia jest zagłębiana w „otwory” pod wpływem ciepła, tworząc spawanie z głębokim wtopieniem. Cechuje się dużą szybkością spawania i dużym współczynnikiem kształtu.

Zasada spawania laserowego z przewodnictwem cieplnym polega na tym, że promieniowanie laserowe nagrzewa obrabianą powierzchnię, a ciepło powierzchniowe dyfunduje do wnętrza poprzez przewodnictwo cieplne. Kontrolując szerokość impulsu laserowego, energię, moc szczytową i częstotliwość powtarzania oraz inne parametry lasera, obrabiany przedmiot jest topiony w celu utworzenia określonego jeziorka stopionego materiału.

Spawarka laserowa stosowana do zgrzewania kół zębatych i metalurgicznego zgrzewania blach obejmuje głównie laserowe zgrzewanie wgłębne.

Spawanie laserowe z głębokim wtopieniem zwykle wykorzystuje ciągłe wiązki laserowe do zakończenia łączenia materiałów. Fizyczny proces metalurgiczny jest bardzo podobny do spawania wiązką elektronów, to znaczy, że mechanizm konwersji energii jest realizowany przez strukturę „dziurki od klucza”.

Pod wpływem napromieniowania laserem o wystarczająco dużej gęstości mocy materiał odparuje i utworzy małe dziury. Ta wypełniona parą dziura jest jak czarne ciało, pochłaniając prawie całą energię padającej wiązki. Temperatura równowagi we wnęce sięga około 2500 0C. Ciepło jest przenoszone z zewnętrznej ściany wnęki wysokotemperaturowej w celu stopienia metalu otaczającego wnękę.

Mały otwór wypełniony jest parą o wysokiej temperaturze generowaną przez ciągłe odparowywanie materiału ściany pod napromieniowaniem wiązki światła. Cztery ściany małego otworu są otoczone stopionym metalem, a ciekły metal jest otoczony materiałami stałymi (a w większości konwencjonalnych procesów spawania i spawania przewodowego laserowego energia najpierw jest osadzana na powierzchni przedmiotu obrabianego, a następnie transportowana do wewnątrz przez transfer).

Przepływ cieczy poza ściankę otworu i napięcie powierzchniowe warstwy ścianki są utrzymywane w dynamicznej równowadze z ciągle wytwarzanym ciśnieniem pary we wnęce. Wiązka światła w sposób ciągły wpada do małego otworu, a materiał na zewnątrz małego otworu nieustannie przepływa. Gdy wiązka się porusza, mały otwór jest zawsze w stałym stanie przepływu.

To znaczy, że mały otwór i stopiony metal otaczający ścianę otworu poruszają się do przodu z prędkością wiodącej wiązki światła. Roztopiony metal wypełnia szczelinę pozostawioną przez mały otwór i skrapla się, tworząc spoinę.

A powyższy proces przebiega bardzo szybko, więc prędkość spawania może z łatwością osiągnąć kilka metrów na minutę.

 

 

quality,q_75

 

 

Różne rodzaje spawania laserowego

Pamiętasz spawanie przewodowe i spawanie dziurek od klucza? – Są to rodzaje spawania laserowego  , które możesz wykonać, aby wykonać potrzebne spawanie i cięcie.

◮Spawanie dziurki od klucza

Proces ten polega na nagrzaniu obrabianego przedmiotu lub metalu w taki sposób, że następuje odparowanie powierzchni styku.

W ten sposób tworzy się dziurkę od klucza, która ma stan podobny do plazmy z temperaturami przekraczającymi 10 000 kelwinów.

Spawanie dziurki od klucza można wykonać, korzystając z laserów o dużej mocy, których moc przekracza 105 W na mm2.

◮Spawanie ograniczone przewodnictwem  

Spawanie przewodowe to procedura polegająca na podgrzaniu metalu tuż powyżej jego temperatury topnienia. W przeciwieństwie do spawania dziurki od klucza, powierzchnia styku nie jest potrzebna do odparowania.

Wyniki spawania z ograniczonym przewodnictwem będą mieścić się w zakresie od średniej do umiarkowanej wytrzymałości spoiny. Kluczową zaletą tego typu spawania jest gładkość i estetyka końcowego spoiny.

 

Jak wybrać odpowiednią spawarkę laserową?

Należy wziąć pod uwagę następujące kluczowe elementy.

1. Charakterystyka optyczna: rozmiar plamki (średnica pręta laserowego, średnica i typ włókna, parametry głowicy wyjściowej), wysokość płaszczyzny ogniskowej, głębia ostrości, położenie plamki, kąt padania plamki.

2. Charakterystyka sterowania: tryb sterowania ze sprzężeniem zwrotnym, wybór przebiegu mocy. Właściwości optyczne spawarki laserowej można określić w momencie sprawdzania, użytkownik może intuicyjnie ocenić efekt spawania, gdy produkt jest po raz pierwszy próba, tutaj nie jest już powtarzana, skupienie się na charakterystyce sterowania laserem wpływa na spójność spawania laserowego.

Spawarki laserowe aktualnie dostępne na rynku pod względem charakterystyki sterowania dzielą się głównie na dwie kategorie: ujemne sprzężenie zwrotne prądu oraz ujemne sprzężenie zwrotne mocy lasera.

Ujemne sprzężenie zwrotne prądu to kontrola prądu lampy ksenonowej pompy laserowej, dzięki czemu prąd lampy ksenonowej za każdym razem utrzymuje stałą metodę sterowania. Jednak moc wyjściowa lasera nie jest liniowo proporcjonalna do prądu pompowanej lampy ksenonowej, a ponieważ pompowana lampa ksenonowa jest używana przez dłuższy czas, wydajność konwersji elektrooptycznej znacznie spada, co zmniejszy wyjściową energię lasera a tym samym wpływają na spójność wyników spawania. Płeć.

Negatywne sprzężenie zwrotne mocy lasera to metoda sterowania, która dodaje fotodetektor do wyjścia wnęki lasera w celu kontrolowania prądu pompy lampy ksenonowej poprzez porównanie wykrytej mocy lasera z pożądaną mocą lasera.

Negatywne sprzężenie zwrotne mocy lasera jest podzielone na ujemne sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym i ujemne sprzężenie zwrotne nie w czasie rzeczywistym. Negatywne sprzężenie zwrotne w czasie rzeczywistym to metoda sterowania, która porównuje wykrytą moc lasera z wymaganą mocą lasera w impulsie mocy lasera w celu kontrolowania prądu pompy lampy ksenonowej. Negatywne sprzężenie zwrotne nie w czasie rzeczywistym to metoda sterowania, która porównuje przebieg mocy lasera wykryty w poprzednim impulsie z zadanym przebiegiem, a następnie określa aktualny poziom lampy ksenonowej pompowanej laserem w następnym impulsie.

Ponadto spawarki laserowe z ujemnym sprzężeniem zwrotnym mocy lasera mogą z łatwością kontrolować przebieg mocy lasera. W rzeczywistości użycie różnych kształtów fali mocy lasera dla różnych materiałów może skutkować bardziej precyzyjnymi spawami, czasami nawet wtedy, gdy spawanie konwencjonalnymi metodami nie jest możliwe. Materiały można również lepiej spawać, zmieniając kształt fali mocy lasera.

Wybierając kształt fali mocy lasera, ogólnie rzecz biorąc, im szersza szerokość impulsu, tym większe złącze spawane, a im wyższa moc szczytowa fali mocy lasera, tym głębsze złącze spawane przy tej samej mocy wyjściowej energii lasera. Nie ma jeszcze pełnego zestawu metod ustawiania kształtu fali mocy lasera. Użytkownicy mogą stopniowo badać przebieg mocy lasera odpowiedni dla ich produktów w trakcie użytkowania.

Wybór spawarki laserowej jest bardzo ważny dla wydajności przetwarzania wsadowego; dlatego użytkownicy mogą próbować używać spawarki laserowej w czasie rzeczywistym z ujemnym sprzężeniem zwrotnym, aby poprawić wskaźnik kwalifikacji produktów, gdy pozwalają na to warunki.

 

Korzyści z używania ręcznej spawarki laserowej

1. Najwyższa i najwyższa dokładność i precyzja

Prawdopodobnie główną zaletą, jaką możesz zyskać, jest dokładność spoiny. Ponieważ możesz to kontrolować ręcznie, sposób spawania zależy od twoich ruchów.

Nawet jeśli musisz spawać małe części i komponenty, spawanie laserowe nie stanowi problemu.

2. Spójność spoiny

Ponieważ ręcznie ustawiasz prędkość, moc i wzór, twoje spoiny będą spójne, nawet jeśli będziesz musiał spawać dużą liczbę części.

Dodaj do tego fakt, że możesz spawać szybciej, a spawanie laserowe jest naprawdę czymś, co musisz wziąć pod uwagę.

3.Umiejętność tworzenia i wytwarzania skomplikowanych spoin

Niektóre techniki spawania, takie jak spawanie MIG i TIG, nie są najlepsze w przypadku złożonych spoin; dzieje się tak z powodu ograniczonej liczby dostępnych elektrod.

To wtedy spawanie laserowe idzie w górę. Bez względu na to, jak skomplikowana wygląda dana spoina, spawacz laserowy może to osiągnąć.

4. Mocniejsze, trwalsze spoiny

Wreszcie, ale zdecydowanie nie mniej ważne, możesz mieć znacznie mocniejszą spoinę.

Do spawania nie jest potrzebny materiał wypełniający, który zapewnia doskonałą wytrzymałość i trwałość.

To tylko niektóre z najbardziej poszukiwanych zalet spawania laserowego.

 

Skoro już znasz zalety spawania laserowego, jakie są zalety ręcznych spawarek laserowych 

Przejdźmy do omówienia korzyści z używania ręcznej lub ręcznej spawarki laserowej.

1. Lepsza kontrola

Sterowanie pod względem trybu, prędkości, mocy, ciepła itp. w ruchu. Możesz ustawić ją na minimalną lub maksymalną wartość zgodnie z własnymi preferencjami.

2. Wszechstronność spoiny

Kolejną zaletą korzystania z ręcznego lasera jest to, że można go używać do różnych przedmiotów i materiałów.

Ponadto możesz spawać różne przedmioty i materiały!

3. Nie są wymagane elektrody

Wiemy również, że nie trzeba do tego celu używać żadnego rodzaju elektrody. Dlatego możesz spodziewać się niższych kosztów i uszkodzeń produkcji.  

4. Łatwe ustawianie ostrości

Wiązka lasera, której użyjesz do spawania lub cięcia, jest łatwa do skupienia.

Będziesz mieć optykę jako przewodnik kalibracji i nigdy nie będziesz musiał myśleć o jakości.

5. Inne korzyści obejmują:

Brak konieczności ekranowania przed próżnią lub promieniowaniem

Można skoncentrować się na małym obszarze

Możliwość pracy w ciasnych przestrzeniach

Comments

No posts found

Write a review