Dołącz do nas na blogu THEO, aby zgłębić tajniki spawania laserowego z ekspertem Joe Dallarosą. Odkryj zalety i staw czoła wyzwaniom związanym z tą przełomową technologią. Ta wyważona analiza rzuca światło na wpływ spawania laserowego na standardy branżowe, oferując jasny obraz jego wydajności i ograniczeń.
Spawanie laserowe istnieje w branży od ponad pięćdziesięciu lat i zostało wprowadzone jako spawarka ręczna w ciągu ostatnich 5 lat lub więcej. Niektóre z pierwszych ręcznych spawarek laserowych zostały wprowadzone przez NASA do naprawy wahadłowca po powrocie z misji. Najwyraźniej jest to technologia, która pozostanie z zaletami i wadami.
Zalety spawania laserowego i ręcznego spawania laserowego
Lasery mogą skupiać światło w mikroskopijnych punktach (zazwyczaj od 50 do 900 mikronów, czyli od 0,002 do 0,035 cala). Spawy laserowe są bardzo dokładne i precyzyjne. Precyzja ta zależy od urządzenia dostarczającego i jest szczególnie przydatna w branżach takich jak elektronika, lotnictwo i kosmonautyka oraz urządzenia medyczne, gdzie niezbędne są wąskie tolerancje. Branże takie jak motoryzacyjna, w których danego dnia wykonuje się wiele kilometrów spoin, wykorzystują spawanie laserowe ze względu na szybki proces w porównaniu z wieloma konwencjonalnymi technikami spawania. W niektórych przypadkach porównanie prędkości jest od 4 do 10 razy szybsze przy wyższej jakości spoin. Niewielka, skupiona wiązka lasera może wytwarzać spoinę z prędkością od 40 do 400 cali na minutę (od 1 do 10 M/min), dzięki czemu nadaje się do produkcji wielkoseryjnej z kilometrami spoin dziennie.
Wysokiej jakości spoiny w różnych branżach
Spawanie laserowe z funkcją chybotania zapewnia wysokiej jakości czyste spoiny (z gazem osłonowym) z mniejszą ilością rozprysków, porowatości lub wad. Jest to ważne w branżach, w których wygląd spoiny ma kluczowe znaczenie, takich jak motoryzacja, półprzewodniki, przemysł spożywczy i sztuka. Firmy, które dostarczają sprzęt ze stali nierdzewnej dla przemysłu spożywczego i świata BBQ, używają laserów, ponieważ wymagana jest mniejsza obróbka końcowa. Uzyskane spoiny są wysokiej jakości i estetyczne.
Wszechstronność i minimalny wpływ ciepła
Spawanie laserowe może być stosowane do różnych metali, zarówno podobnych, jak i odmiennych (z ograniczeniami), o różnych grubościach od 0,005 do 1 cala (0,1 do 25 mm). Ręczne do .25 cala (6,5 mm), które mogą być równej grubości lub różnej grubości. Obejmują one różne stopy żelaza, egzotyczne stopy o wysokiej wytrzymałości i stopy nieżelazne. W porównaniu z innymi rodzajami spawania, spawanie laserowe jest bardzo wszechstronne. Mała, skupiona wiązka, która może być mniejsza niż 200 mikronów (mniejsza niż grubość włosa) wraz z funkcją chybotania, pozwala na tworzenie wąskich spoin. Zastosowania, w których przestrzeń jest ograniczona lub gdy istotne jest zachowanie integralności materiału.
Redukcja zniekształceń materiału za pomocą spawania laserowego
MINIMALNA STREFA WPŁYWU CIEPŁA (HAZ): Spawanie laserowe generuje minimalną ilość ciepła i niewielką strefę wpływu ciepła w porównaniu z konwencjonalnymi metodami spawania. Wynika to z małej plamki spawalniczej i wysokiej gęstości mocy, która łączy się z metalem. Zmniejsza to ryzyko odkształceń, wypaczeń i zmian metalurgicznych w materiale podstawowym. W rezultacie spawanie laserowe jest często wybierane do spawania materiałów wrażliwych na ciepło, takich jak cienkie blachy lub stopy wrażliwe na ciepło.
Zaleta bezdotykowości i przyjazność dla środowiska
Spawanie laserowe jest procesem bezkontaktowym, co oznacza, że wiązka lasera nie dotyka fizycznie przedmiotu obrabianego. Jest to korzystne w przypadku spawania delikatnych lub kruchych materiałów bez ryzyka zanieczyszczenia lub uszkodzenia. Na styku spoiny nie ma kontaktu z materiałem, co minimalizuje zanieczyszczenie spoiny. Spawanie laserowe nie wymaga żadnych elektrod ani ostrzenia. Ze względu na wąską szerokość wiązki spawalniczej można użyć mniej wypełniacza, a także mniej gazu ze względu na większą prędkość. Istnieje szklana płyta ochronna, którą należy okresowo wymieniać ze względu na rozpryski. W dłuższej perspektywie może to stanowić trwałą oszczędność kosztów i czasu. Spawanie laserowe generuje mniej oparów, gazów i emisji niż niektóre konwencjonalne procesy spawania, dzięki czemu jest bardziej przyjazne dla środowiska.
Szkolenia i automatyzacja: Usprawnianie procesów spawalniczych
Aby stać się biegłym spawaczem przy użyciu ręcznego lasera, potrzeba mniej czasu i nauki, aby uzyskać wysokiej jakości spoiny. W niektórych branżach zaobserwowano, że osoby bez doświadczenia w spawaniu mogą wytwarzać wysokiej jakości spoiny w ciągu tygodnia szkolenia. Nie oznacza to, że dana osoba nie powinna udać się do wykwalifikowanej szkoły laserowej w celu uzyskania certyfikatu dla niektórych branż i stanów.
Spawanie laserowe doskonale nadaje się do automatyzacji za pomocą robotów lub innych typów urządzeń sterujących ruchem. Jego precyzyjna kontrola i powtarzalność sprawiają, że idealnie nadaje się do integracji ze zautomatyzowanymi procesami produkcyjnymi, zmniejszając koszty pracy i zwiększając produktywność. Ponadto, po stronie sterowania, bardzo łatwo jest kontrolować moc, aby zwiększać i zmniejszać moc wraz ze zmianą prędkości.
Wady spawania laserowego
Koszty i bezpieczeństwo spawania laserowego
Niektóre z wad używania laserów do spawania: W dzisiejszych czasach można kupić spawarkę Mig, Stick lub TIG za kilkaset dolarów dla hobbystów lub wydać od 5 do 10 tysięcy na bardziej profesjonalną spawarkę z większą ilością dzwonków i gwizdków. Punktem wyjścia dla "taniej" ręcznej spawarki laserowej może być nawet 6,5 tys. zł na stronie takiej jak amazon, która oferuje wybór tanich maszyn. Gdy przejdziesz na profesjonalną maszynę, taką jak THEO MA1 Series, możesz spodziewać się około 15-20 tys. dolarów, więc różnica w cenie jest duża.
Drugą kwestią związaną ze spawaniem laserowym jest to, że należy być przeszkolonym w zakresie bezpieczeństwa lasera i przestrzegać wytycznych dotyczących bezpieczeństwa lasera dla spawacza i osób znajdujących się w pobliżu. Główna różnica między spawaniem konwencjonalnym a spawaniem laserowym polega na tym, że należy chronić oczy przed światłem lasera emitowanym przez urządzenie spawalnicze oraz przed możliwymi odbiciami.
Rozmiar sprzętu i wymagania dotyczące zasilania
W przypadku niedrogich urządzeń, mogą one być oferowane w kompaktowym rozmiarze (nieco większym niż dwa pudełka po butach), podczas gdy w pełni funkcjonalna spawarka laserowa może mieć rozmiar walizki, którą można zabrać na pokład samolotu. Tak, tania spawarka może być zasilana napięciem 120VAC, a spawarka laserowa zazwyczaj napięciem 220VAC.
Podsumowanie: Ważenie plusów i minusów dla przyszłego spawania
Podsumowując, spawanie laserowe w tym momencie może nie być dla hobbystów ze względu na różnicę w kosztach, ale jest zdecydowanie narzędziem dla tych w produkcji, którzy potrzebują minimalnej HAZ dla mniejszego wypaczenia, estetycznych spoin, które są precyzyjne i bez kontaktu z metalem w jeziorku spawalniczym.
