1. Co nastavuje rychlost svařování
Rychlost laserového svařování není jedno číslo. Závisí na pěti vzájemně se ovlivňujících prvcích:
Výkon a režim laseru. Vyšší výkon a režim spojité vlny obecně umožňují rychlejší posuv než nízkovýkonové nebo pulzní mikro-svařování.
Materiál a tloušťka. Husté nebo vysoce reflexní slitiny, jako je hliník a měď, obvykle vyžadují nižší rychlosti než uhlíková ocel při stejné tloušťce. Silnější sekce vyžadují více energie na jednotku délky.
Návrh a přizpůsobení spoje-. Autogenní laserové svařování preferuje těsné spáry. Čím rovnější a lépe{3}}seděl kloub, tím rychleji můžete běžet bez defektů.
Kvalita paprsku a poloha zaostření. Malé stabilní ohnisko v rovině kloubu koncentruje energii a podporuje vyšší rychlost.
Ochranný a asistenční plyn. Správná volba plynu a proudění zlepšují ejekci taveniny a kvalitu povrchu, což umožňuje vyšší rychlosti bez oxidace.
2. Typické rozsahy rychlostí při svařování vláknovým laserem
Níže uvedená čísla představují reprezentativní rozsahy pro vláknové lasery s kontinuální vlnou s dobrým přizpůsobením-a vhodným stíněním. Skutečné výsledky závisí na výkonu, optice, geometrii kloubu a cílech kvality.
Tenký plech 0,2 až 1,0 mm
– Nerezová nebo uhlíková ocel: asi 5 až 15 m za minutu s 1 až 3 kW.
– Slitiny hliníku: asi 3 až 10 m za minutu s výkonem 2 až 4 kW díky vyšší odrazivosti.
– Pulzní mikro-svařování elektronických nebo lékařských dílů: běžně pod 1 m za minutu, protože prioritou je přesnost, nikoli rychlost.
Střední tloušťka 1 až 3 mm
– Nerezová a uhlíková ocel: asi 1 až 5 m za minutu s 2 až 6 kW.
– Hliník: asi 0,8 až 3 m za minutu s 3 až 6 kW.
Tloušťka plechu 4 až 6 mm a více
– Ocel při 4 až 6 mm: zhruba 0,5 až 2 m za minutu se 4 až 8 kW v režimu klíčové dírky.
– Sekce nad 6 mm: zhruba 0,2 až 1,0 m za minutu s výkonem 6 až 12 kW, v závislosti na požadavcích na spoje a kvalitě.
Poznámka k režimu
– Režim vedení (mělčí tavenina bez plné klíčové dírky) poskytuje vynikající kosmetiku, ale při nižších maximálních rychlostech pro daný průnik.
– Režim Keyhole dosahuje hlubokého průniku při vyšších rychlostech, za předpokladu zachování stability.
3. Účinnost ve srovnání s tradičním svařováním
Rychlost a doba cyklu
– Oproti TIG: laserové svařování je běžně 2 až 10krát rychlejší pro srovnatelné spoje a tloušťky, protože koncentruje energii a nevyžaduje žádné nanášení plniva.
– Versus MIG: laser často běží 1,5 až 5krát rychleji na tenkých a středních tabulích pro souvislé švy. U velmi silných koutových svarů s velkými mezerami může být MIG s vysokým-návarem konkurenceschopný.
Přívod tepla a zkreslení
– Laser využívá nižší celkový tepelný příkon na jednotku délky, což přináší menší tepelně-ovlivněnou oblast, menší zkreslení a méně kroků narovnávání nebo přepracování.
Post-zpracování
– Úzké švy a čisté povrchy snižují nebo eliminují broušení a leštění, čímž zkracují dobu následného cyklu.
Práce a automatizace
– Lasery se snadno integrují s CNC nebo roboty, což umožňuje nepřetržitý provoz s vysokou opakovatelností a menšími zásahy operátora.
Spotřební materiál a energie
– Autogenní laserové svařování v mnoha případech nevyžaduje přídavný drát, tavidlo nebo velké objemy ochranného plynu, což snižuje spotřebu spotřebního materiálu.
– Moderní vláknové lasery mají vysokou elektrickou účinnost, takže energie na dobrý díl je po optimalizaci parametrů často nižší.
Kvalita a výnos
– Stabilita dálkového paprsku a regulace výkonu v uzavřené{0}}smyčce mohou zlepšit výtěžnost prvního-průchodu a dále zvýšit efektivní propustnost.
4. Kdy mohou být stále preferovány tradiční postupy
– Velké mezery, špatné přizpůsobení-nebo velmi silné koutové svary mohou upřednostňovat MIG s vysokými rychlostmi nanášení nebo více-průchodové TIG.
– Materiály nebo povlaky, které vyžadují přemostění mezer nebo smáčivé chování nad rámec toho, co může poskytnout autogenní laser, mohou vyžadovat přídavný drát nebo hybridní laserové -obloukové svařování.
– Nižší kapitálové rozpočty a velmi malé objemy výroby mohou učinit konvenční metody praktičtějšími, a to i přes nižší rychlosti.
5. Praktické kroky k maximalizaci rychlosti a účinnosti laserového svařování
– Přizpůsobte výkon laseru a polohu zaostření hloubce kloubu; udržujte ohniskovou rovinu mírně pod horním povrchem pro stabilní svařování klíčové dírky.
– Udržujte čočku a ochranné okno v čistotě, abyste zachovali kvalitu paprsku.
– Mezera kontrolní spáry; na tenkém plechu udržujte mezery obvykle pod 0,1 mm pro konzistentní pronikání vysokou rychlostí.
– Vyberte si ochranný plyn a opatrně proudte; dusík nebo argon pro nerezové oceli, směsi helia pro náročné vedení tepla nebo kosmetické potřeby.
– Optimalizujte plánování cesty, zavádějte-vstup a vyvádějte{1}} a v případě potřeby použijte kolísání nebo oscilaci paprsku, abyste tolerovali malé mezery bez obětování rychlosti.
– Před převedením do produkce ověřte parametry pomocí krátkého návrhu--experimentů.
Závěr
Laserové svařování může probíhat od méně než 1 m za minutu u přesného pulzního mikro-svařování až po více než 10 m za minutu u tenkých plechů pomocí vláknových laserů s kontinuální vlnou. Ve srovnání s TIG a MIG obvykle poskytuje mnohem vyšší cestovní rychlosti, nižší tepelný příkon, méně post-zpracování a vynikající automatizační potenciál. Výběr správného režimu, optiky, plynu a upevnění umožňuje výrobcům převést jmenovitou rychlost ve skutečnou produktivitu při zachování vysoké kvality svaru.
-- Rayther Laser Lyra Zhang
https://www.raytherlasercutter.com/laser-svářecí-stroj/laser-svářečka-sváření-stroj.html