Vývoj laserové technologie způsobil, že tradiční metody svařování, jako je MIG / MAG, MMA nebo TIG, již nehrají významnou roli při zpracování kovů. Laserové svářečky jsou přesnější, efektivnější a flexibilnější. V současné době můžeme rozlišit tři základní typy laserů - YAG, CO2 a vláknové lasery. V průmyslu získávají ty druhé stále větší výhodu, nabízejí vyšší provozní rychlosti a větší spolehlivost než ostatní dva typy. Mají také široké spektrum aplikací. Používají se v automobilovém průmyslu, výrobě sanitárního vybavení a zpracování potravin, mimo jiné.
Jak funguje laserová svářečka?
Mechanismus laserové svářečky je založen na tavení kontaktní plochy pomocí laserového paprsku v ochranné atmosféře inertního plynu. Schopnost regulovat paprsek umožňuje snadnou adaptaci na zpracovávaný materiál. Vysoká hustota energie paprsku umožňuje spojování prvků až do 25 mm. Zóna spoje je velmi úzká a deformace je tak malá, že po svařování není potřeba žádné další mechanické zpracování.
Během svařování laserový paprsek prochází svařovanému objektu speciálním systémem clon, zrcadel a optických prvků. Světelný paprsek je zaostřen v oblasti svaru a je odrážen. Schopnost pracovního kusu absorbovat energii laserového paprsku je velmi důležitá, protože na ní závisí účinnost svařování.
Proces svařování může probíhat vytvořením svařovací lázně, nebo s úplným průnikem spoje ve více vrstvách nebo v jednom průchodu, a také bez přídavného materiálu. Samotný proces svařování závisí výrazně na materiálu. Pokud se svařují tenké plechy z nízkovouhlíkové oceli, není nutné používat ochranu svařovací lázně. To souvisí s krátkou dobou a rychlostí celého procesu.
Typy svářeček
Laserové svařování v současné době vytlačuje tradiční metody svařování. V takových zařízeních se používají různé typy laserů - diodové, YAG a vláknové. Ten druhý se vyznačuje největší flexibilitou pokud jde o rozsah rozměrů svaru. Umožňuje také vysoké rychlosti celého procesu, což je zase výsledkem vysokého poměru hloubky průniku k výkonu. Jednotlivé modely laserových svářeček s vláknovými lasery se však liší v mnoha ohledech, což především určuje jejich účel a účinnost při práci na specifických materiálech.
Velikost zařízení
Proces svařování vyžaduje vysokou přesnost. Laserové svářečky mohou spojovat prvky různých velikostí, včetně kovových plechů, trubek nebo jiných konstrukčních prvků s neobvyklými tvary. Velikost samotného zařízení je důležitá jak pro pracovní pohodlí, tak pro účinnost svařování. Existují velké stroje, které mají také pracovní stoly. Našly své uplatnění především při práci na větších prvcích. Alternativou k nim jsou kompaktní, přenosné laserové svářečky s uzavřeným pouzdrem. Zabírají mnohem méně místa a díky pokročilé technologii mají vysoké pracovní parametry. Proto se dobře hodí jak ve velkých, tak v menších průmyslových halách.
Výkon svářečky
Jedná se o jeden z klíčových parametrů zvažovaných při dělení laserových svářeček. Výstupní výkon laseru určuje účel stroje. Pro silnější a větší materiály budou nejlepší svářečky s výkonem 3000W. Pro spojování tenčích materiálů jsou určeny svářečky s menším výkonem, např. 1000W.
Automatický podavač drátu
Jedná se o důležitou součást vybavení laserové svářečky, která je odpovědná za pohyb drátu skrz rukojeť, což se zase promítá do možnosti její dodávky na místo svaru. V některých zařízeních, jako je tomu u laserové svářečky FANUCI 4.0 PRO GenX, je podavač navíc integrován se softwarem zařízení. V tomto případě zařízení pracuje s výplní tloušťky 0,8-2,0 mm v režimu „push" nebo „pull".
Řídicí systém
Laserové svářečky se také liší v řídicích systémech. Výrobci nejčastěji nabízejí vyhrazený software integrovaný se zařízeními. Operační systémy se ovládají prostřednictvím uživatelského panelu. V technologicky pokročilých strojích se jedná o dotykové panely - intuitivní a snadno se používají. Je důležité věnovat pozornost možnostem nastavení jednotlivých parametrů. Užitečnou funkcí je také zapamatování si předchozích nastavení a dokonce i hotových programů.
Technické parametry
Technické parametry určují účinnost práce laserové svářečky za specifických podmínek. Základní z nich zahrnují výstupní výkon laseru, který je v současné době na úrovni od 1000W do 3000W. Zařízení se také liší elektrickým napětím; v případě laserové svářečky FANUCI 4.0 PRO GenX je to 230V nebo 380V. Spotřeba energie se zvyšuje úměrně výstupnímu výkonu laseru a činí 5KW (pro 1000W), 7KW (pro 1500W), 9KW (pro 2000W) a 11KW (pro 3000W).
Laserové svářečky mají také různé rychlosti svařování, přičemž nejnižší výkon je 0-160mm/s, zatímco při nejvyšším 0-215mm/s.
Součásti svářečky
Moderní, technologicky pokročilé laserové svářečky FANUCI se vyznačují univerzálností práce; lze je používat pro různé typy materiálů, včetně těch nejjemnějších. S jejich pomocí lze spojovat prvky různé tloušťky a tvaru. Získané svary jsou velmi odolné a nevyžadují další zpracování. Vděčíme za to především spolehlivým součástkám použitým při jejich výrobě.
Laserový zdroj
Na něm závisí účinnost práce svářečky a kvalita svaru. Zdroje laserů s vláknovou technologií se vyznačují intenzitou 100krát větší než laser CO2. Menší ohnisková vzdálenost laserového paprsku má za následek vysokou hustotu výkonu, která v kombinaci s vysokou absorpcí pozitivně ovlivňuje účinnost spojování materiálů. Odhaduje se, že životnost vláknového laseru je přibližně 100 000 hodin, takže může pracovat až 45 let. Navíc se jedná o technologii šetrnou k životnímu prostředí a příznivou pro bezpečné pracovní podmínky. Vláknové lasery umožňují svařování vysoce reflexních materiálů, což je činí ještě všestrannějšími a flexibilnějšími.
Laserová hlava
Skládá se z trysky, zásuvky ochranného skla, spínače, elektromotoru, vláknového optického kabelu a vedení chladicího a ochranného plynu. Laserové svářečky FANUCI používají hlavu vybavenou systémem elektrického pohybu paprsku, který umožňuje opravovat nedokonalosti materiálu. Pohybuje se velmi přesně a umožňuje svařování rychlostí 2-10krát vyšší než tradiční hlavy používané v přenosných laserových svářečkách.
Automatický podavač drátu
Hraje velmi důležitou roli v práci operátora. Umožňuje automatickou dodávku drátu s ohledem na nastavené parametry. Byl integrován se softwarem, což se promítá do ještě větší přesnosti práce. Automatický podavač drátu umožňuje práci s výplní tloušťky 0,8-2,0 mm v režimu „push" nebo „pull", tj. dodávku drátu při současném vedení ruky operátora.
Řídicí systém
Je odpovědný za provoz zařízení a řízení jeho pracovních parametrů. Operátor může ovládat výstupní výkon laseru, rychlost a šířku skenování, stejně jako nastavit režim svařování - spojitý nebo modulovaný. Velkou výhodou je funkce zapamatování si provozního režimu svářečky, takže příště není nutné resetovat stejné parametry.
Filtrační systém
Vláknové optické laserové svářečky jsou vybaveny speciálním svařovacím odsávačem s filtrem odpovědným za omezení úrovně znečištění vzduchu na pracovišti. Navíc se vyčištěný vzduch může vrátit zpět do pracovního prostoru. Toto řešení má za cíl snížit ztráty spojené s odstraňováním teplého vzduchu mimo budovu, které probíhá v případě odsávačů bez filtru. Filtrační systém PRO CleanAIR automaticky odstraňuje prach a páry, což se promítá nejen do příjemnějšího pracovního prostředí, ale také do delší životnosti zařízení.
Výhody laserových svářeček
Laserové svářečky, zejména vláknové, se vyznačují pracovními parametry, které jim umožňují dosáhnout nadprůměrné přesnosti při spojování materiálů. Také si budují výhodu oproti jiným metodám svařování z hlediska bezpečnosti a všestrannosti, stejně jako účinnosti, která umožňuje eliminaci dalšího mechanického zpracování po procesu svařování.
Jaké aspekty činí vláknové optické laserové svářečky lepšími než jiná zařízení se stejným účelem?
- Generují méně tepla, což se promítá do snížené rizika deformace a dalších defektů. To je podmíněno nižšími tepelnými napětími.
- Díky schopnosti regulovat velikost paprsku se dobře hodí při spojování tenčích a jemnějších materiálů.
- Svary nevyžadují další mechanické zpracování, což se promítá do kratší doby práce.
- Filtrační systém zajišťuje, že zařízení negeneruje páry škodlivé pro životní prostředí a lidi. To podporuje vytváření bezpečného pracovního prostředí.
- Laserová svářečka pracuje vysokou rychlostí, jak s tenkými, tak s tlustými materiály. To se promítá do účinnosti zpracování materiálu.
- Dlouhá životnost vláknových laserů umožňuje dosahovat větších úspor. Taková zařízení mohou aktivně pracovat 100 000 hodin.
Aplikace svářeček
Laserové svářečky se používají v mnoha průmyslových odvětvích. Lze je použít k spojování velkých prvků, protože není nutné přepravovat zpracovávané materiály na pracovní stanici. Laserové svářečky se používají mimo jiné v automobilovém průmyslu. Používají se k spojování prvků ve fotovoltaických systémech. Díky své přesnosti našly své uplatnění při výrobě zdravotnického vybavení, včetně inzulínových pump a kardiostimulátorů. Jsou také ceněny v elektronickém průmyslu a při výrobě sanitárního vybavení. Proces svařování se také provádí v nábytkovém, stavebním a dokončovacím průmyslu.
Co zvážit při výběru svářečky?
Při výběru laserové svářečky musíte především zvážit její konečný účel - zda bude použita k spojování malých nebo velkých prvků, tenkých nebo tlustých, v menším nebo větším měřítku. Tyto faktory určují výběr zařízení s vhodnými parametry, které umožní efektivní a účinnou práci. Které faktory jsou klíčové?
- Výkon svářečky - čím větší je, tím lépe si poradí s tlustšími a většími prvky
- Software - systém ovládající svářečku by měl být intuitivní a zároveň připravený na integraci se systémy společnosti
- Zpracovávaný materiál - jaké materiály může svářečka zpracovávat, zda mezi nimi jsou vysoce reflexní materiály
- Chladicí systém - v moderních laserových svářečkách FANUCI je chladivem voda, ne vzduch, což se promítá do stabilnějšího a plynulejšího provozu
- Filtrační systém - odpovědný za čistý vzduch a práci s omezeným negativním dopadem na přírodní prostředí
- Pozáruční podpora - moderní vláknové lasery se vyznačují velmi vysokou spolehlivostí. Neexistují však stroje, které někdy nevyžadují opravy, zejména při intenzivním používání. Proto je při nákupu laserové svářečky vhodné věnovat pozornost servisu a pozáruční podpoře
Laserová technologie způsobila revoluci v průmyslu zpracování kovů. Spojování materiálů se stalo přesnějším, rychlejším a efektivnějším. Možnost automatizace učinila člověka spíše supervizorem celého procesu než jeho hlavním vykonavatelem. Laserové svářečky určitě zefektivňují celou práci, což se týká nejen malých podniků, ale také velkých podniků, které zaměřují svou činnost především na zpracování kovů.