1. Mi határozza meg a hegesztési sebességet
A lézeres hegesztési sebesség nem egyetlen szám. Öt kölcsönhatásban lévő elemtől függ:
Lézer teljesítmény és üzemmód. A nagyobb teljesítmény és a folyamatos hullám üzemmód általában gyorsabb haladást tesz lehetővé, mint a kis teljesítményű vagy impulzusos mikro{1}}hegesztés.
Anyaga és vastagsága. A sűrű vagy erősen tükröződő ötvözetek, például az alumínium és a réz általában kisebb sebességet igényelnek, mint az azonos vastagságú szénacél. A vastagabb szakaszok hosszegységenként több energiát igényelnek.
Közös tervezés és{0}}igazítás. Az autogén lézerhegesztés a szűk réseket részesíti előnyben. Minél egyenesebb és -jobban illeszkedik a kötés, annál gyorsabban futhat hibák nélkül.
A sugár minősége és a fókusz pozíciója. Egy kicsi, stabil fókusz az ízületi síkban koncentrálja az energiát és támogatja a nagyobb sebességet.
Árnyékoló és segédgáz. A megfelelő gázválasztás és áramlás javítja az olvadék kilökését és a felület minőségét, így nagyobb sebességet tesz lehetővé oxidáció nélkül.
2. Tipikus sebességtartományok szállézeres hegesztésnél
Az alábbi számok a jó illeszkedéssel és megfelelő árnyékolással rendelkező folyamatos hullámú szálas lézerek jellemző tartományai. A tényleges eredmények a teljesítménytől, az optikától, a kötés geometriájától és a minőségi céloktól függenek.
Vékony lemez 0,2-1,0 mm
– Rozsdamentes vagy szénacél: körülbelül 5–15 m/perc 1–3 kW teljesítménnyel.
– Alumíniumötvözetek: körülbelül 3-10 m/perc, 2-4 kW a nagyobb visszaverőképesség miatt.
– Impulzusos mikro{0}}hegesztés elektronikai vagy orvosi alkatrészekhez: általában 1 m/perc alatti sebesség, mivel a pontosság, nem pedig a sebesség élvez prioritást.
Közepes vastagság 1-3 mm
– Rozsdamentes és szénacél: kb. 1-5 m/perc 2-6 kW teljesítménnyel.
– Alumínium: körülbelül 0,8–3 m/perc, 3–6 kW teljesítménnyel.
Vastag lemez 4-6 mm és nagyobb
– Acél 4–6 mm-nél: nagyjából 0,5–2 m/perc, 4–8 kW-nál kulcslyuk üzemmódban.
– 6 mm feletti szakaszok: nagyjából 0,2-1,0 m/perc 6-12 kW teljesítménnyel, a közös hozzáféréstől és a minőségi követelményektől függően.
Mód megjegyzés
– A vezetési mód (sekélyebb olvadék teljes kulcslyuk nélkül) kiváló kozmetikumokat eredményez, de adott behatolásnál alacsonyabb maximális sebességgel.
– A kulcslyuk mód nagyobb sebességnél mély behatolást ér el, feltéve, hogy a stabilitás megmarad.
3. Hatékonyság a hagyományos hegesztéshez képest
Sebesség és ciklusidő
– A TIG-hez képest: a lézeres hegesztés általában 2-10-szer gyorsabb hasonló kötéseknél és vastagságoknál, mivel koncentrálja az energiát, és nem igényel töltőanyag-lerakást.
– MIG-hez képest: a lézer gyakran 1,5-5-ször gyorsabban működik vékony és közepes lapokon folyamatos varratokhoz. A nagy hézagokkal rendelkező, nagyon vastag sarokvarratok esetén a nagy-lerakódású MIG versenyképes lehet.
Hőbevitel és torzítás
– A lézer egységnyi hosszonként alacsonyabb teljes hőbevitelt használ fel, így kisebb a hőhatás-zóna, kevesebb a torzítás, és kevesebb az egyengetési vagy újrafeldolgozási lépés.
Utó{0}}feldolgozás
– A keskeny varratok és a tiszta felületek csökkentik vagy kiküszöbölik a csiszolást és polírozást, lerövidítve a lefelé irányuló ciklusidőt.
Munkaerő és automatizálás
– A lézerek könnyen integrálhatók a CNC-vel vagy a robotokkal, lehetővé téve a folyamatos működést nagy ismételhetőség mellett és kevesebb kezelői beavatkozás mellett.
Fogyóeszközök és energia
– Az autogén lézeres hegesztéshez sok esetben nincs szükség töltőhuzalra, fluxusra vagy nagy mennyiségű védőgázra, ami csökkenti a fogyóeszközök felhasználását.
– A modern szálas lézerek nagy elektromos hatásfokkal rendelkeznek, így a jó alkatrészre jutó energia gyakran alacsonyabb a paraméterek optimalizálása után.
Minőség és hozam
– A távolsági fénysugarak stabilitása és a zárt{0}}hurkú teljesítményszabályozás javíthatja az első-átmenet hozamát, tovább növelve a hatékony átvitelt.
4. Amikor a hagyományos eljárások még előnyösebbek lehetnek
– A nagy hézagok, a rossz illeszkedés-vagy a nagyon vastag sarokvarratok előnyben részesíthetik a magas lerakódási arányú MIG-et vagy a több-menetes AWI-t.
– Az olyan anyagok vagy bevonatok, amelyek az autogén lézer által biztosítotton túl hézagáthidaló vagy nedvesítő viselkedést igényelnek, töltőhuzalt vagy hibrid lézeres{0}}ívhegesztést igényelhetnek.
– Alacsonyabb tőkeköltségvetés és nagyon kis termelési volumen praktikusabbá teheti a hagyományos módszereket a lassabb sebesség ellenére.
5. Gyakorlati lépések a lézerhegesztés sebességének és hatékonyságának maximalizálásához
– A lézerteljesítményt és a fókuszpozíciót igazítsa az ízületi mélységhez; tartsa a fókuszsíkot kissé a felső felület alatt a stabil kulcslyukhegesztés érdekében.
– Fenntartja a lencse és a védőablak tisztaságát a sugár minőségének megőrzése érdekében.
– Szabályozható hézag; vékony lemezen tartsa a hézagokat általában 0,1 mm alatt a nagy sebességű egyenletes behatolás érdekében.
– Gondosan válassza ki a védőgázt és áramlását; nitrogén vagy argon rozsdamentes acélokhoz, hélium keverékek kihívást jelentő hővezetési vagy kozmetikai igényekhez.
– Optimalizálja az útvonaltervezést, -be- és kivezetést-, és szükség esetén használjon nyaláb ingadozást vagy oszcillációt, hogy elviselje a kis hézagokat a sebesség feláldozása nélkül.
– Az élesre skálázás előtt érvényesítse a paramétereket a kísérletek rövid megtervezésével-a-kísérletekkel.
Következtetés
A lézeres hegesztés percenkénti 1 m/perc alatti sebességtől precíziós impulzusos mikro-hegesztésnél több mint 10 m/perc sebességig futhat vékony lemezeken folyamatos hullámú szálas lézerrel. A TIG-hez és MIG-hez képest általában sokkal nagyobb haladási sebességet, alacsonyabb hőbevitelt, kevesebb utófeldolgozást{4}} és kiváló automatizálási potenciált biztosít. A megfelelő üzemmód, az optika, a gáz és a rögzítés kiválasztása lehetővé teszi a gyártók számára, hogy a névleges sebességet valódi termelékenységgé alakítsák, miközben megőrzik a kiváló hegesztési minőséget.
-- Rayther Laser Lyra Zhang
https://www.raytherlasercutter.com/laser-hegesztő-machine/laser-welder-welding-machine.html