Hva er begrensningene til laser sveiseautomater?

Laser sveiseanlegg er en type prosessutstyr som benytter laserstråler med høy energitetthet for å forbinde materialer. Med konsentrert energi, kontrollerbar varmetilførsel og stabil sveiseform, brukes de mye til sammenføyning av metallkonstruksjoner og presisjonsdeler. I praktisk bruk gir lasersveising betydelige fordeler, men har også visse begrensninger.

I. Fordeler med lasersveising
1. ei røyrsle Høg energifylde

Laserstrålen har en høy effekttetthet, som kan generere en øyeblikkelig smeltepute i et lokalt område for å oppnå dyppenetrasjonsveining eller ledningsveining. Den er egnet for arbeidsstykker som krever streng kontroll av varme påvirket sone.

2. Lav varmetilførsel og minimal deformasjon

Laserveining har lav total varmetilførsel og en smal varme påvirket sone (HAZ), noe som reduserer deformasjon av arbeidsstykket og gjør den egnet for tynnveggsdeler og presisjonskomponenter.

3. Høy veihastighet

Laserveining tilbyr høy veihastighet, egnet for automatiserte produksjonslinjer og forbedrer produksjonseffektiviteten.

4. Høy veikvalitet

Veien er smal, har et høyt dypde-til-breddeforhold og viser konsekvent gjennomtrengning, og oppfyller kravene til høyfasthetsveiforbindelser.

5. Kontaktfri prosessering

Veiingshodet trenger ikke å komme i kontakt med arbeidsstykket under veining, noe som gjør det egnet for komplekse strukturer eller veiforbindelser som er vanskelige å få tilgang til.

II. Begrensninger ved laserveimaskiner
1. Høye krav til monteringsnøyaktighet

Laserstrålen har en liten prikkstørrelse og er følsom for sveisespalter, posisjoneringsnøyaktighet og dimensjonelle toleranser. For stor spalt kan føre til ustabil smeltebad, ufullstendig fusjon eller kollaps.

2. Følsomhet overfor materialoverflate

Materialer med høy refleksjon (som kobber, aluminium, gull og sølv) har lav absorpsjon av infrarøde lasere, noe som lett fører til refleksjon og utilstrekkelig energikobling. Overflater med oljeforurensning og oksidlag påvirker også sveisesammenhengen.

3. Høye utstyrsutgifter

Laserkilden, optiske komponenter og kjølesystemer er kostbare. Vedlikeholds- og utskiftingskostnader for optiske komponenter er høyere enn for tradisjonelt sveiset utstyr.

4. Høye krav til arbeidsmiljø

Lasersystemer krever et konstant temperaturmiljø og må unngå at støv og oljedamp kommer inn i den optiske banen. Maskiner med høy effekt krever kjøleanlegg og stabil strømforsyning.

5. Streng sikkerhetsbeskyttelse

Laserstråling, sprut og reflektert lys utgjør potensielle risikoer. Operatører må bruke vernebriller og benytte innkapslinger eller sikkerhetslyggardiner.

6. Vanskelig sveiseinspeksjon

Dypgjennomtrengende sveising produserer smale og dyptgående søm som gjør det vanskelig å oppdage indre feil – som porer, krymping og utilstrekkelig gjennomtrengning – ved visuell inspeksjon. Røntgen- eller ultralyd-NDT (ikke-destruktiv testing) er nødvendig.

7. Begrensninger ved sveising av tykke plater

For materialer som overstiger en viss tykkelse, kan enskiftsveising ikke oppnå full gjennomtrengning. Flerskiftsveising eller hybridlaser-buesveising kan være nødvendig.

8. Sprekkeutsatt for visse materialer

Høykarbonstål, herdet stål og støpejern er utsatt for varmesprekker eller kalde sprekker under lasersveising. Forvarming, kontrollert avkjøling eller tilpasning av bølgeform er nødvendig.

III. Anvendelige materialer og materielle begrensninger
Tilpassede materialer:

1.rustfritt stål

2.Kolletstål

3.Aluminium og aluminiumlegemer

4. Kobbere og kobberlegeringer

5. Nikkelbaserte legeringer

6. Titaniumlegeringer

7. Tynne metallplatematerialer

Materialbegrensninger:

1. Høyreflekterende materialer (kobber, aluminium) krever blå/grønne lasere eller høyere effekttetthet.

2. Høykarbonstål og seigt jern krever forvarming eller sveising med bølgeformkontroll.

3. Ikke-metalliske materialer (plast, keramikk) krever andre typer lasere (for eksempel CO₂- eller pikosekundslasere).

IV. Typiske anvendelsesscener for lasersveising

1. Presisjonsproduksjon: elektronikkomponentsveising, sensorsikring, sveising av elektroder i litiumbatterier.

2. Bils produksjon: karosserisveising, sveising av høyfast stål, sveising av batteriomkapslinger.

3. Luft- og romfart: sveising av tynne deler i nikkelbaserte legeringer og titaniumlegeringer.

4. Medisinske enheter: sveising av mikroinstrumenter i rustfritt stål og titan.

5. Produksjon av metallvarer: kjøkkenutstyr, metallskaletter, håndtak og andre komponenter i tynn plate.

6. Ny energi-industri: sveising av kobber-aluminium ledende komponenter, sveising av motorstatormetallplater.

V. Krav til arbeidsmiljø

1. Stabil inne temperatur (vanligvis 15–30 °C)

2. Moderat fuktighet for å unngå kondens

3. Rent luft, fri for støv og oljedamp

4. Stabil strømforsyning uten spenningsvariasjoner

5. Kjøleanlegg for å opprettholde temperatur i laser og sveisehode

6. Laser-sikkerhetsområde med riktig verneutstyr

Laser sveisesystemer tilbyr høy hastighet, høy presisjon, små varmepåvirkede soner og egner seg godt for automatisering. De støtter et bredt utvalg av metallmaterialer og er effektive for sveising med høy presisjon. Imidlertid krever de høy monteringsnøyaktighet, spesielle materielle forhold og kontrollerte miljøparametere, samt medfører høyere utstyrskostnader og vedlikeholdskostnader. Noen materialer viser tendens til sprekking eller har problemer med energikobling. I praksis må passende lasertyper og sveiseprosesser velges basert på materialkarakteristikker, komponentstruktur, tykkelse og produksjonskrav