Приєднуйтесь до нас у блозі THEO, щоб дізнатися більше про лазерне зварювання від експерта Джо Даллароса. Дізнайтеся про переваги та проблеми, пов'язані з цією революційною технологією. Це збалансоване дослідження проливає світло на вплив лазерного зварювання на галузеві стандарти, пропонуючи чітке уявлення про його ефективність та обмеження.
Лазерне зварювання використовується в промисловості вже більше п'ятдесяти років, а ручні зварювальні апарати з'явилися в останні 5 років або більше. Одними з перших, хто почав використовувати ручні лазерні зварювальні апарати, були співробітники НАСА для ремонту шатлів після повернення з польоту. Очевидно, що це технологія, яка залишилася тут, щоб залишитися з перевагами і недоліками.
Переваги лазерного зварювання та ручного лазерного зварювання
Лазери можуть фокусувати світло в мікроскопічну пляму (зазвичай від 50 до 900 мікрон розміром від 0,002 до 0,035 дюйма). Лазерні зварні шви є дуже тонкими, акуратними і точними. Ця точність залежить від пристрою доставки і є особливо корисною в таких галузях, як електроніка, аерокосмічна промисловість і медичне обладнання, де жорсткі допуски є дуже важливими. У таких галузях, як автомобілебудування, де щодня виконуються кілометри зварних швів, лазерне зварювання використовується завдяки швидкому процесу порівняно з багатьма традиційними методами зварювання. У деяких випадках швидкість зварювання в 4-10 разів вища, а якість зварних швів - вища. Невеликий сфокусований лазерний промінь може створювати зварний шов зі швидкістю від 40 до 400 дюймів на хвилину (від 1 до 10 М/хв), що робить його придатним для великосерійного виробництва, де щодня виконуються кілометри зварних швів.
Високоякісні зварні шви в різних галузях промисловості
Лазерне зварювання з функцією коливання забезпечує високоякісні чисті шви (з захисним газом) з меншою кількістю бризок, пористості та дефектів. Це важливо в галузях, де зовнішній вигляд зварного шва має вирішальне значення, наприклад, в автомобілебудуванні, напівпровідниковій, харчовій промисловості та мистецтві. Компанії, які постачають нержавіюче обладнання для харчової промисловості та барбекю, використовують лазери, оскільки вони потребують меншої постобробки. Зварні шви мають високу якість і естетичний вигляд.
Універсальність і мінімальний тепловий вплив
Лазерне зварювання можна використовувати для різноманітних металів, як подібних, так і відмінних (з обмеженнями), різної товщини від 0,005 до 1 дюйма (від 0,1 до 25 мм). Ручний зварювальний апарат може зварювати до 0,25 дюйма (6,5 мм), причому вони можуть бути однакової товщини або різної товщини. До них відносяться різноманітні чорні, екзотичні високоміцні та кольорові сплави. Порівняно з іншими видами зварювання, лазерне зварювання є дуже універсальним. Невеликий сфокусований промінь, який може бути менше 200 мікрон (менше товщини волосини), разом з функцією коливання, дозволяє створювати вузькі шви. Застосовується в умовах обмеженого простору або коли важливим є збереження цілісності матеріалу.
Зменшення деформації матеріалу за допомогою лазерного зварювання
МІНІМАЛЬНА ЗОНА ТЕРМІЧНОГО ВПЛИВУ (HAZ): Лазерне зварювання генерує мінімальну кількість тепла і невелику зону термічного впливу порівняно з традиційними методами зварювання. Це результат невеликої зварювальної плями та високої щільності потужності, яка вбудовується в метал. Це знижує ризик викривлення, деформації та металургійних змін в основному матеріалі. Тому лазерне зварювання часто обирають для зварювання матеріалів, чутливих до нагрівання, наприклад, тонких листів або термочутливих сплавів.
Безконтактна перевага та екологічність
Лазерне зварювання - це безконтактний процес, тобто лазерний промінь фізично не торкається заготовки. Це перевага для зварювання делікатних або крихких матеріалів без ризику забруднення або пошкодження. На межі шва немає контакту з матеріалом, а отже, забруднення шва зведено до мінімуму. Лазерне зварювання не потребує електродів або заточування. Завдяки вузькій ширині зварювального променя можна використовувати менше присадного матеріалу, а також менше газу завдяки більш високій швидкості. Існує захисна скляна пластина, яку потрібно періодично замінювати через розбризкування. У довгостроковій перспективі це може призвести до стійкої економії коштів і часу. Лазерне зварювання утворює менше диму, газів і викидів, ніж деякі звичайні зварювальні процеси, що робить його більш екологічно чистим.
Навчання та автоматизація: Оптимізація зварювальних процесів
Щоб стати досвідченим зварювальником за допомогою ручного лазера, потрібно менше часу і навчання для створення високоякісних зварних швів. У деяких галузях промисловості люди, які не мають досвіду зварювання, можуть виконувати високоякісні зварні шви за тиждень навчання. Це не означає, що людині не слід відвідувати школу лазерної кваліфікації, щоб отримати сертифікацію для певних галузей і штатів.
Лазерне зварювання добре підходить для автоматизації за допомогою роботів або інших типів пристроїв керування рухом. Точний контроль і повторюваність роблять його ідеальним для інтеграції в автоматизовані виробничі процеси, знижуючи витрати на робочу силу і підвищуючи продуктивність. Крім того, з точки зору управління, дуже легко контролювати потужність, збільшуючи і зменшуючи її при зміні швидкості.
Недоліки лазерного зварювання
Навігація по вартості та безпеці лазерного зварювання
Деякі недоліки використання лазерів для зварювання: Сьогодні ви можете купити зварювальний апарат Mig, stick або TIG за кілька сотень доларів для любителів або витратити від 5 до 10 тисяч доларів на більш професійний зварювальний апарат з більшою кількістю наворотів і функцій. Відправною точкою для "дешевого" лазерного ручного зварювального апарату може бути ціна від 6,5 тис. доларів на такому сайті, як Amazon, який пропонує широкий вибір дешевих апаратів. Коли ви переходите до професійного апарату, такого як THEO MA1 Series, ви можете розраховувати заплатити близько $15-$20 тис., тож різниця в ціні дуже велика.
Друга особливість лазерного зварювання полягає в тому, що ви повинні бути обізнані про лазерну безпеку і дотримуватися рекомендацій з лазерної безпеки для зварювальника і тих, хто знаходиться в безпосередній близькості. Основна відмінність між звичайним зварюванням і зварюванням лазером полягає в тому, що необхідно захищати очі від лазерного світла, яке випромінюється зварювальним апаратом, і від можливих віддзеркалень.
Розмір обладнання та вимоги до потужності
Недорогі апарати можуть мати компактні розміри (трохи більше двох взуттєвих коробок), тоді як повнофункціональний лазерний зварювальний апарат може бути розміром з валізу, яку ви візьмете з собою в літак. Так, дешевий зварювальний апарат може працювати від 120 В змінного струму, а лазерний зварювальний апарат зазвичай працює від 220 В змінного струму.
Висновок: Зважуємо всі "за" і "проти" майбутнього зварювання
Підсумовуючи, можна сказати, що лазерне зварювання на даний момент може бути не для любителів через різницю у вартості, але це, безумовно, інструмент для тих, кому на виробництві потрібен мінімальний рівень шкідливого впливу на здоров'я для отримання точних, естетично привабливих зварних швів без контакту з металом у зварювальній ванні.
