1. Šta određuje brzinu zavarivanja
Brzina laserskog zavarivanja nije jedan broj. Zavisi od pet interakcijskih elemenata:
Laserska snaga i način rada. Način rada veće snage i kontinuiranog talasa općenito omogućavaju brže putovanje od zavarivanja male snage ili impulsnog mikro-zavarivanja.
Materijal i debljina. Guste ili visoko reflektirajuće legure kao što su aluminij i bakar obično zahtijevaju sporije brzine od ugljičnog čelika pri istoj debljini. Deblji dijelovi zahtijevaju više energije po jedinici dužine.
Zajednički dizajn i{0}}ugradnja. Autogeno lasersko zavarivanje preferira uske praznine. Što ravniji i bolje-uklopljeni zglob, brže možete trčati bez nedostataka.
Kvalitet zraka i pozicija fokusa. Mali, stabilan fokus u ravni zgloba koncentriše energiju i podržava veću brzinu.
Zaštitni i pomoćni gas. Odgovarajući izbor gasa i protok poboljšavaju izbacivanje taline i kvalitet površine, omogućavajući veće brzine bez oksidacije.
2. Tipični rasponi brzina sa laserskim zavarivanjem
Brojevi u nastavku su reprezentativni rasponi za lasere s kontinualnim talasima sa vlaknima sa dobrim -nalaženjem i odgovarajućom zaštitom. Stvarni rezultati zavise od snage, optike, geometrije zglobova i ciljeva kvaliteta.
Tanak lim 0,2 do 1,0 mm
– Nerđajući ili ugljenični čelik: oko 5 do 15 m u minuti sa 1 do 3 kW.
– Aluminijske legure: oko 3 do 10 m u minuti sa 2 do 4 kW zbog veće refleksije.
– Impulsno mikro-zavarivanje za elektroniku ili medicinske dijelove: obično ispod 1 m u minuti jer je prioritet preciznost, a ne brzina.
Srednje debljine 1 do 3 mm
– Nerđajući i ugljenični čelik: oko 1 do 5 m u minuti sa 2 do 6 kW.
– Aluminijum: oko 0,8 do 3 m u minuti sa 3 do 6 kW.
Debela ploča od 4 do 6 mm i više
– Čelik od 4 do 6 mm: otprilike 0,5 do 2 m u minuti sa 4 do 8 kW u načinu rada ključaonice.
– Presjeci iznad 6 mm: otprilike 0,2 do 1,0 m u minuti sa 6 do 12 kW, ovisno o pristupu spojnicama i zahtjevima kvaliteta.
Napomena o načinu rada
– Način provodljivosti (pliće topljenje bez pune ključaonice) daje odličnu kozmetiku, ali pri nižim maksimalnim brzinama za datu penetraciju.
– Režim ključaonice postiže duboko prodiranje pri većim brzinama, pod uslovom da se zadrži stabilnost.
3. Efikasnost u poređenju sa tradicionalnim zavarivanjem
Brzina i vrijeme ciklusa
– U odnosu na TIG: lasersko zavarivanje je obično 2 do 10 puta brže za uporedive spojeve i debljine jer koncentriše energiju i ne zahtijeva nanošenje punila.
– U odnosu na MIG: laser često radi 1,5 do 5 puta brže na tankim i srednjim listovima za kontinuirane šavove. Na vrlo debelim kutnim zavarima sa velikim razmacima, MIG sa visokim-taloženjem može biti konkurentan.
Unos toplote i distorzija
– Laser koristi manji ukupni unos topline po jedinici dužine, dajući manju zonu{0}}zahvaćenu toplinom, manje izobličenja i manje koraka ispravljanja ili prerade.
Post{0}}obrada
– Uski šavovi i čiste površine smanjuju ili eliminiraju brušenje i poliranje, skraćujući nizvodno vrijeme ciklusa.
Rad i automatizacija
– Laseri se lako integrišu sa CNC-om ili robotima, omogućavajući kontinuirani rad sa velikom ponovljivošću i manje intervencije operatera.
Potrošni materijal i energija
– Autogeno lasersko zavarivanje u mnogim slučajevima ne zahtijeva žicu za punjenje, fluks ili velike količine zaštitnog plina, što smanjuje potrošnju potrošnog materijala.
– Moderni fiber laseri imaju visoku električnu efikasnost, tako da je energija po dobrom dijelu često niža kada se parametri optimiziraju.
Kvalitet i prinos
– Visoka stabilnost snopa i kontrola snage u zatvorenoj-petlji mogu poboljšati učinak prvog-prolaska, dodatno povećavajući efektivnu propusnost.
4. Kada tradicionalni procesi i dalje mogu biti poželjniji
– Veliki razmaci, loše uklapanje-ili veoma debeli kutni zavari mogu favorizirati MIG sa visokim stopama taloženja ili više-TIG-om.
– Materijali ili premazi koji zahtijevaju premošćivanje zazora ili vlaženje izvan onoga što autogeni laser može pružiti mogu zahtijevati žicu za punjenje ili hibridno lasersko{0}}lučno zavarivanje.
– Niži kapitalni budžeti i vrlo mali obim proizvodnje mogu učiniti konvencionalne metode praktičnijim, uprkos sporijim brzinama.
5. Praktični koraci za maksimiziranje brzine i efikasnosti laserskog zavarivanja
– Uskladite snagu lasera i položaj fokusa sa dubinom spoja; držite fokusnu ravan malo ispod gornje površine za stabilno zavarivanje ključaonice.
– Održavajte čistoću sočiva i zaštitnog prozora kako biste očuvali kvalitet zraka.
– Kontrola zazora u zglobovima; na tankom listu, držite razmake obično ispod 0,1 mm za dosljedno prodiranje pri velikoj brzini.
– Pažljivo birajte zaštitni gas i protok; dušik ili argon za nehrđajuće čelike, mješavine helija za izazovnu provodljivost topline ili kozmetičke potrebe.
– Optimizirajte planiranje putanje, uvedite-unutrajte i izvedite-i koristite kolebanje zraka ili oscilacije kada je to potrebno da tolerišete male praznine bez žrtvovanja brzine.
– Potvrdite parametre kratkim dizajnom-eksperimenata-probnih prije skaliranja u proizvodnju.
Zaključak
Lasersko zavarivanje može teći od ispod 1 m u minuti kod preciznog pulsnog mikro-zavarivanja do više od 10 m u minuti na tankim limovima uz pomoć lasera s kontinuiranim talasima. U poređenju sa TIG-om i MIG-om, on obično pruža mnogo veće brzine putovanja, manji unos toplote, manje naknadne-obrade i superioran potencijal automatizacije. Odabir pravog načina rada, optike, plina i pričvršćivanja omogućava proizvođačima da prevedu nominalnu brzinu u stvarnu produktivnost uz održavanje visokog kvaliteta zavarivanja.
-- Rayther Laser Lyra Zhang