Wat zijn de beperkingen van lasermachines voor lassen?

Laserslasmachines zijn een type bewerkingsapparatuur dat gebruikmaakt van laserbundels met hoge energiedichtheid om het verbinden van materialen te realiseren. Met geconcentreerde energie, regelbare warmtetoevoer en stabiele lasvorm worden ze veel gebruikt voor het verbinden van metalen constructiedelen en precisie-onderdelen. In praktische toepassingen biedt laserslassen aanzienlijke voordelen, maar kent ook bepaalde beperkingen.

I. Voordelen van laserslassen
1. de Hoge energiedichtheid

De laserstraal heeft een hoge vermogensdichtheid, waardoor een instant gesmolten bad in een lokaal gebied kan ontstaan om dieplasserend lassen of geleidingslassen te realiseren. Het is geschikt voor werkstukken waarbij strenge controle van de warmtebeïnvloede zone vereist is.

2. Geringe warmtetoevoer en minimale vervorming

Laserlassen heeft een lage totale warmtetoevoer en een smalle warmtebeïnvloede zone (WBZ), wat de vervorming van het werkstuk vermindert en het geschikt maakt voor dunwandige onderdelen en precisiecomponenten.

3. Hoge lassnelheid

Laserlassen biedt een hoge lassnelheid, is geschikt voor geautomatiseerde productielijnen en verbetert de productie-efficiëntie.

4. Hoge laskwaliteit

De lasnaad is smal, heeft een hoge diepte-breedteverhouding en toont consistente doordringing, waardoor aan de eisen voor hoogwaardige lastoepassingen wordt voldaan.

5. Contactloze bewerking

Het lasstation hoeft tijdens het lassen geen contact te maken met het werkstuk, waardoor het geschikt is voor complexe structuren of lastoepassingen die moeilijk toegankelijk zijn.

II. Beperkingen van laserlasmachines
1. Hoge eis aan montageprecisie

De laserstraal heeft een kleine vlek en is gevoelig voor lasnaden, positioneernauwkeurigheid en dimensionele toleranties. Een te grote spleet kan leiden tot een instabiele smeltbad, onvolledige binding of instorting.

2. Gevoeligheid voor oppervlaktoestand van het materiaal

Materialen met hoge reflectie (zoals koper, aluminium, goud en zilver) absorberen infraroodlasers slecht, wat gemakkelijk reflectie en onvoldoende energiekoppeling veroorzaakt. Olieverontreiniging en oxidelagen op het oppervlak beïnvloeden ook de consistentie van het lassen.

3. Hoge apparatuurkosten

De laserbron, optische componenten en koelsystemen zijn duur. Onderhouds- en vervangingskosten van optische componenten zijn hoger dan bij traditionele lastoestellen.

4. Hoge eisen aan de werkomgeving

Lasersystemen vereisen een omgeving met constante temperatuur en moeten stof en olieachtige nevels buiten de optische baan houden. Apparaten met hoog vermogen vereisen koelunits en een stabiele stroomvoorziening.

5. Strikte eisen aan veiligheidsbescherming

Laserstraling, spatten en gereflecteerd licht vormen mogelijke risico's. Operators moeten beschermende bril dragen en afschermingen of veiligheidslichtschermen gebruiken.

6. Moeilijke lastoegang

Dieplasserende lassen produceert smalle en diepe lassen, waardoor interne gebreken—zoals porositeit, krimpkeres en onvoldoende doordringing—visueel moeilijk te detecteren zijn. Röntgen- of ultrasone niet-destructieve inspectie is vereist.

7. Beperkingen bij het lassen van dikke platen

Voor materialen die een bepaalde dikte overschrijden, kan met éénmalig lassen geen volledige doorlas worden bereikt. Meervoudig lassen of hybride laser-laslassen kan nodig zijn.

8. Kwartsgevoeligheid in bepaalde materialen

Hoge-koolstofstaal, gehard staal en gietijzer zijn gevoelig voor warmtrillingen of koudebarsten tijdens laserlassen. Voorverwarming, gecontroleerd afkoelen of aanpassing van de golfvorm is vereist.

III. Toepasselijke materialen en materiaalbeperkingen
Toepasbare materialen:

1. Roestvrij staal

2. Koolstofstaal

3.Aluminium en aluminiumlegingen

4. Koper en koperlegeringen

5. Nikkelgebaseerde legeringen

6. Titaniumlegeringen

7. Metalen dunplaatmaterialen

Materiële beperkingen:

1. Hoogreflecterende materialen (koper, aluminium) vereisen blauwe/groene lasers of hogere vermogensdichtheid.

2. Koolstofrijk staal en gietijzer met geelvormige sterkte vereisen voorverwarming of lassens met gecontroleerde golfvorm.

3. Niet-metalen materialen (kunststoffen, keramiek) vereisen verschillende soorten lasers (zoals CO₂- of picosecondelasers).

IV. Typische toepassingsscenario's van laserlassen

1. Precisieproductie: lassen van elektronische componenten, afdichten van sensoren, lassen van lithiumbatterijtabs.

2. Automobielproductie: lassen van carrosseriestructuren, lassen van hoogwaardig staal, lassen van batterijbehuizingen.

3. Lucht- en ruimtevaart: lassen van dunwandige onderdelen van nikkel- en titaniumlegeringen.

4. Medische apparatuur: lassen van micro-instrumenten van roestvrij staal en titanium.

5. Hardwareproductie: keukengerei, metalen behuizingen, handgrepen en andere dunplaatcomponenten.

6. Nieuwe energie-industrie: lassen van koper-aluminium geleidende componenten, lassen van motorstatorlagen.

V. Eisen aan de werkomgeving

1. Stabiele binnentemperatuur (meestal 15–30 °C)

2. Matige luchtvochtigheid om condensatie te voorkomen

3. Schone lucht, vrij van stof en olie-nevel

4. Stabiele stroomtoevoer zonder spanningsfluctuaties

5. Koelsysteem om de temperatuur van de laser en de lasapparatuur te reguleren

6. Laserveiligheidszone met geschikte beschermingsmiddelen

Laserslachtmachines bieden hoge snelheid, hoge precisie, kleine warmtebeïnvloede zones en zijn geschikt voor automatisering. Ze ondersteunen een breed scala aan metalen materialen en zijn effectief voor laswerk met hoge precisie. Echter, ze vereisen een hoge montageprecisie, specifieke materiaaleisen en gecontroleerde omgevingsparameters, en hebben hogere kosten voor apparatuur en onderhoud. Sommige materialen tonen neiging tot scheuren of hebben problemen met energiekoppeling. In de praktijk moeten geschikte lasertypes en lassystemen worden gekozen op basis van materiaaleigenschappen, onderdeelstructuur, dikte en productie-eisen