1. Kas nustato suvirinimo greitį
Lazerinio suvirinimo greitis nėra vienas skaičius. Tai priklauso nuo penkių sąveikaujančių elementų:
Lazerio galia ir režimas. Didesnės galios ir nuolatinės bangos režimas paprastai leidžia greičiau judėti nei mažos galios arba impulsinis mikro{1}}suvirinimas.
Medžiaga ir storis. Tankiems arba labai atspindintiems lydiniams, tokiems kaip aliuminis ir varis, paprastai reikia mažesnio greičio nei to paties storio anglinio plieno. Storesnėms sekcijoms reikia daugiau energijos vienam ilgio vienetui.
Jungties dizainas ir pritaikymas-. Autogeninis suvirinimas lazeriu teikia pirmenybę sandariems tarpams. Kuo tiesesnė ir geriau-prigludusi jungtis, tuo greičiau galėsite bėgti be defektų.
Spindulio kokybė ir fokusavimo padėtis. Mažas, stabilus židinys jungties plokštumoje sukoncentruoja energiją ir palaiko didesnį greitį.
Apsauginės ir pagalbinės dujos. Tinkamas dujų pasirinkimas ir srautas pagerina lydalo išstūmimą ir paviršiaus kokybę, todėl galima pasiekti didesnį greitį be oksidacijos.
2. Tipiški greičio diapazonai suvirinant skaiduliniu lazeriu
Toliau pateikti skaičiai yra tipiniai nuolatinių bangų skaidulinių lazerių diapazonai su gerai priderintu{0}}ir tinkamu ekranavimu. Tikrieji rezultatai priklauso nuo galios, optikos, jungties geometrijos ir kokybės tikslų.
Plonas lakštas nuo 0,2 iki 1,0 mm
– Nerūdijantis arba anglinis plienas: apie 5–15 m per minutę su 1–3 kW.
– Aliuminio lydiniai: apie 3–10 m per minutę su 2–4 kW dėl didesnio atspindžio.
– Impulsinis mikro{0}}elektronikos ar medicinos dalių suvirinimas: dažniausiai mažesnis nei 1 m per minutę, nes pirmenybė teikiama tikslumui, o ne greičiui.
Vidutinis storis nuo 1 iki 3 mm
– Nerūdijantis ir anglinis plienas: apie 1–5 m per minutę su 2–6 kW.
– Aliuminis: apie 0,8–3 m per minutę su 3–6 kW.
Storis nuo 4 iki 6 mm ir didesnis
– Plienas esant 4–6 mm: maždaug 0,5–2 m per minutę su 4–8 kW rakto skylutės režimu.
– Sekcijos, didesnės nei 6 mm: maždaug 0,2–1,0 m per minutę su 6–12 kW, priklausomai nuo jungties prieigos ir kokybės reikalavimų.
Režimo pastaba
– Laidumo režimas (seklesnis lydalas be visos rakto skylutės) suteikia puikią kosmetiką, bet mažesniu maksimaliu greičiu tam tikram įsiskverbimui.
– Rakto skylutės režimu pasiekiamas gilus įsiskverbimas esant didesniam greičiui, jei išlaikomas stabilumas.
3. Efektyvumas lyginant su tradiciniu suvirinimu
Greitis ir ciklo laikas
– Palyginti su TIG: suvirinimas lazeriu paprastai yra 2–10 kartų greitesnis palyginamoms jungtims ir storiams, nes sukoncentruojama energija ir nereikia nusodinti užpildo.
– Palyginti su MIG: lazeris dažnai veikia 1,5–5 kartus greičiau ant plonų ir vidutinių lakštų ištisinėms siūlėms. Naudojant labai storas suvirinimo siūles su dideliais tarpais, didelės-nuosėdos MIG gali būti konkurencingos.
Šilumos įvedimas ir iškraipymas
– Lazeris naudoja mažesnę bendrą šilumos įvestį vienam ilgio vienetui, todėl sumažinama šilumos{0}}veikiama zona, mažiau iškraipoma ir mažiau tiesinimo ar perdirbimo žingsnių.
Pašto{0}}apdorojimas
– Siauros siūlės ir švarūs paviršiai sumažina arba visiškai pašalina šlifavimą ir poliravimą, todėl sutrumpėja tolesnio ciklo laikas.
Darbas ir automatika
– Lazeriai lengvai integruojami su CNC arba robotais, todėl užtikrinamas nuolatinis darbas su dideliu pakartojamumu ir mažiau operatoriaus įsikišimo.
Eksploatacinės medžiagos ir energija
– Autogeniniam lazeriniam suvirinimui daugeliu atvejų nereikia užpildo vielos, srauto ar didelio tūrio apsauginių dujų, todėl sumažėja eksploatacinių medžiagų suvartojimas.
– Šiuolaikiniai šviesolaidiniai lazeriai pasižymi dideliu elektriniu efektyvumu, todėl, optimizavus parametrus, geros dalies energija dažnai būna mažesnė.
Kokybė ir derlius
– Tolimųjų šviesų stabilumas ir uždaros{0}kilpos galios valdymas gali pagerinti pirmojo-praėjimo našumą ir dar labiau padidinti efektyvų pralaidumą.
4. Kai tradiciniai procesai vis dar gali būti geresni
– Dideli tarpai, prastas prigludimas-arba labai storos suvirinimo siūlės gali būti naudingos MIG su dideliu nusodinimo greičiu arba kelių{1}}laidų TIG.
– Medžiagoms ar dangoms, kurioms reikalingas didesnis tarpų užtaisymas arba drėkinimas, nei gali užtikrinti autogeninis lazeris, gali prireikti užpildo vielos arba hibridinio lazerinio -lankinio suvirinimo.
– Mažesnis kapitalo biudžetas ir labai mažos gamybos apimtys gali padaryti tradicinius metodus praktiškesnius, nepaisant lėtesnio greičio.
5. Praktiniai žingsniai, skirti maksimaliai padidinti suvirinimo lazeriu greitį ir efektyvumą
– Suderinkite lazerio galią ir fokusavimo padėtį su jungties gyliu; laikykite židinio plokštumą šiek tiek žemiau viršutinio paviršiaus, kad suvirinimas būtų stabilus.
– Palaikykite objektyvo ir apsauginio lango švarą, kad išlaikytumėte spindulio kokybę.
– Kontrolinis jungties tarpelis; ant plono lakšto laikykite tarpus, paprastai mažesnius nei 0,1 mm, kad nuosekliai įsiskverbtumėte dideliu greičiu.
– Atsargiai rinkitės apsaugines dujas ir tekėjimą; azotas arba argonas nerūdijančiam plienui, helio mišiniai, skirti sudėtingiems šilumos laidumo ar kosmetiniams poreikiams.
– Optimizuokite kelio planavimą, įveskite-į ir išveskite-ir, kai reikia, naudokite spindulio svyravimus arba svyravimus, kad toleruotumėte nedidelius tarpus neprarandant greičio.
– Patvirtinkite parametrus naudodami trumpus{0}}eksperimentų-bandomuosius bandymus prieš perkeldami į gamybą.
Išvada
Suvirinimas lazeriu gali veikti nuo mažiau nei 1 m per minutę naudojant tikslaus impulsinio mikro-suvirinimo greitį iki daugiau nei 10 m per minutę plonuose lakštuose, naudojant nepertraukiamos bangos pluošto lazerius. Palyginti su TIG ir MIG, jis paprastai užtikrina daug didesnį važiavimo greitį, mažesnę šilumos sąnaudą, mažiau papildomo apdorojimo{4}} ir puikų automatizavimo potencialą. Pasirinkę tinkamą režimą, optiką, dujas ir tvirtinimo detales, gamintojai gali paversti vardinį greitį tikru produktyvumu, išlaikant aukštą suvirinimo kokybę.
-- Rayther Laser Lyra Zhang