Die Entwicklung der Lasertechnologie hat dazu geführt, dass traditionelle Schweißmethoden wie MIG/MAG, MMA oder TIG in der Metallverarbeitung keine bedeutende Rolle mehr spielen. Laserschweißgeräte sind präziser, effizienter und flexibler. Derzeit können wir drei grundlegende Lasertypen unterscheiden - YAG-, CO2- und Faserlaser. In der Industrie gewinnen letztere zunehmend an Bedeutung, da sie höhere Betriebsgeschwindigkeiten und größere Zuverlässigkeit als die beiden anderen Typen bieten. Sie haben auch ein breites Anwendungsspektrum. Sie werden unter anderem in der Luftfahrt, Automobilindustrie, Sanitärgeräteherstellung und Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.
Wie funktioniert ein Laserschweißgerät?
Der Mechanismus eines Laserschweißgeräts basiert auf dem Schmelzen des Kontaktbereichs mit einem Laserstrahl unter Inertgasschutz. Die Möglichkeit, den Strahl zu regulieren, macht es einfach, sich an das zu verarbeitende Material anzupassen. Die hohe Energiedichte des Strahls ermöglicht das Verbinden von Elementen bis zu 25 mm. Die Verbindungszone ist sehr schmal, und die Verformung ist so gering, dass nach dem Schweißen keine zusätzliche mechanische Bearbeitung erforderlich ist.
Während des Schweißens gelangt der Laserstrahl durch ein spezielles System von Verschlüssen, Spiegeln und optischen Elementen zum geschweißten Objekt. Der Lichtstrahl wird im Schweißbereich fokussiert und reflektiert. Die Fähigkeit des Werkstücks, die Energie des Laserstrahls zu absorbieren, ist sehr wichtig, da die Wirksamkeit des Schweißens davon abhängt.
Der Schweißprozess kann durch Erzeugen eines Schweißbades oder mit vollständiger Durchdringung der Verbindung in mehreren Lagen oder mit einem Durchgang und auch ohne zusätzliches Material erfolgen. Der Schweißprozess selbst hängt wesentlich vom Material ab. Wenn dünne Bleche aus kohlenstoffarmem Stahl geschweißt werden, ist es nicht erforderlich, den Schweißbadschutz zu verwenden. Dies hängt mit der kurzen Zeit und Geschwindigkeit des gesamten Prozesses zusammen.
Arten von Schweißgeräten
Laserschweißen verdrängt derzeit traditionelle Schweißmethoden. In solchen Geräten werden verschiedene Lasertypen verwendet - Dioden-, YAG- und Faseroptik. Letztere zeichnet sich durch die größte Flexibilität in Bezug auf die Bandbreite der Schweißmaße aus. Sie ermöglicht auch hohe Geschwindigkeiten des gesamten Prozesses, was wiederum das Ergebnis des hohen Verhältnisses von Eindringtiefe zu Leistung ist. Einzelne Modelle von Laserschweißgeräten mit Faseroptiklasern unterscheiden sich jedoch in vielerlei Hinsicht, was hauptsächlich ihren Zweck und ihre Wirksamkeit bei der Arbeit an bestimmten Materialien bestimmt.
Gerätegröße
Der Schweißprozess erfordert große Präzision. Laserschweißgeräte können Elemente verschiedener Größen verbinden, einschließlich Metallblechen, Rohren oder anderen Strukturelementen mit ungewöhnlichen Formen. Die Größe des Geräts selbst ist sowohl für den Arbeitskomfort als auch für die Schweißeffizienz wichtig. Es gibt große Maschinen, die auch Arbeitstische haben. Sie haben ihre Anwendung hauptsächlich bei der Arbeit an größeren Elementen gefunden. Eine Alternative zu ihnen sind kompakte, handgeführte Laserschweißgeräte mit geschlossenem Gehäuse. Sie nehmen viel weniger Platz ein und haben dank fortschrittlicher Technologie hohe Arbeitsparameter. Sie eignen sich daher sowohl für große als auch für kleinere Industriehallen.
Schweißgeräteleistung
Dies ist einer der Schlüsselparameter, die bei der Einteilung von Laserschweißgeräten berücksichtigt werden. Die Ausgangsleistung des Lasers bestimmt den Zweck der Maschine. Für dickere und größere Materialien sind Schweißgeräte mit einer Leistung von 3000W am besten geeignet. Für das Verbinden dünnerer Materialien sind Schweißgeräte mit geringerer Leistung, z.B. 1000W, vorgesehen.
Automatischer Drahtvorschub
Es ist ein wichtiger Teil der Ausrüstung des Laserschweißgeräts, der für die Bewegung des Drahtes durch den Griff verantwortlich ist, was wiederum die Möglichkeit der Zuführung zum Schweißort ermöglicht. Bei einigen Geräten, wie beim FANUCI 4.0 PRO GenX Laserschweißgerät, ist der Vorschub zusätzlich in die Software des Geräts integriert. In diesem Fall arbeitet das Gerät mit einem Füllstoff von 0,8-2,0mm Dicke im "Push"- oder "Pull"-Modus.
Steuerungssystem
Laserschweißgeräte unterscheiden sich auch in Steuerungssystemen. Hersteller bieten meist spezielle Software an, die in die Geräte integriert ist. Betriebssysteme werden über ein Bedienfeld gesteuert. Bei technologisch fortschrittlichen Maschinen handelt es sich um Touchpanels - intuitiv und einfach zu bedienen. Es ist wichtig, auf die Möglichkeiten der Einstellung einzelner Parameter zu achten. Eine nützliche Funktion ist auch das Speichern früherer Einstellungen und sogar fertiger Programme.
Technische Parameter
Technische Parameter bestimmen die Wirksamkeit der Arbeit des Laserschweißgeräts unter bestimmten Bedingungen. Die grundlegenden sind die Ausgangsleistung des Lasers, die derzeit zwischen 1000W und 3000W liegt. Geräte unterscheiden sich auch in der elektrischen Spannung; im Fall des Laserschweißgeräts FANUCI 4.0 PRO GenX beträgt sie 230V oder 380V. Der Stromverbrauch steigt proportional zur Ausgangsleistung des Lasers und beträgt 5KW (für 1000W), 7KW (für 1500W), 9KW (für 2000W) und 11KW (für 3000W).
Laserschweißgeräte haben auch unterschiedliche Schweißgeschwindigkeiten, wobei die niedrigste Leistung 0-160mm/s beträgt, während bei der höchsten 0-215mm/s.
Schweißgerätekomponenten
Moderne, technologisch fortschrittliche FANUCI Laserschweißgeräte zeichnen sich durch Vielseitigkeit der Arbeit aus; sie können für verschiedene Materialtypen verwendet werden, einschließlich der empfindlichsten. Mit ihrer Hilfe können Elemente unterschiedlicher Dicke und Form verbunden werden. Die erhaltenen Schweißnähte sind sehr haltbar und erfordern keine weitere Bearbeitung. Dies verdanken wir hauptsächlich den zuverlässigen Komponenten, die bei ihrer Herstellung verwendet werden.
Laserquelle
Die Effizienz der Arbeit des Schweißgeräts und die Qualität der Schweißnaht hängen davon ab. Fasertechnologie-Laserquellen zeichnen sich durch eine 100-mal höhere Intensität als ein CO2-Laser aus. Der kleinere Fokuspunkt des Laserstrahls führt zu einer hohen Leistungsdichte, die in Kombination mit hoher Absorption die Effizienz des Verbindens von Materialien positiv beeinflusst. Es wird geschätzt, dass die Lebensdauer eines Faserlasers etwa 100.000 Stunden beträgt, sodass er bis zu 45 Jahre arbeiten kann. Darüber hinaus ist es eine umweltfreundliche Technologie und förderlich für sichere Arbeitsbedingungen. Faserlaser ermöglichen das Schweißen hochreflektierender Materialien, was sie noch vielseitiger und flexibler macht.
Laserkopf
Er besteht aus einer Düse, einer Schutzglasschublade, einem Schalter, einem Elektromotor, einem Glasfaserkabel und einer Kühl- und Schutzgasleitung. FANUCI Laserschweißgeräte verwenden einen Kopf, der mit einem elektrischen Strahlbewegungssystem ausgestattet ist, das die Korrektur von Materialfehlern ermöglicht. Er bewegt sich sehr präzise und ermöglicht das Schweißen mit einer Geschwindigkeit, die 2-10 mal schneller ist als bei traditionellen Köpfen, die in handgeführten Laserschweißgeräten verwendet werden.
Automatischer Drahtvorschub
Er spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Arbeit des Bedieners. Er ermöglicht den automatischen Drahtvorschub unter Berücksichtigung der eingestellten Parameter. Er wurde in die Software integriert, was zu einer noch größeren Präzision der Arbeit führt. Der automatische Drahtvorschub ermöglicht die Arbeit mit einem Füllstoff von 0,8-2,0mm Dicke im "Push"- oder "Pull"-Modus, d.h. dem Zuführen des Drahtes bei gleichzeitiger Führung der Hand des Bedieners.
Steuerungssystem
Es ist für den Betrieb des Geräts und die Verwaltung seiner Arbeitsparameter verantwortlich. Der Bediener kann die Ausgangsleistung des Lasers, die Geschwindigkeit und Breite des Scannens steuern sowie den Schweißmodus einstellen - kontinuierlich oder moduliert. Ein großer Vorteil ist die Funktion des Speicherns des Betriebsmodus des Schweißgeräts, sodass beim nächsten Mal keine Notwendigkeit besteht, die gleichen Parameter neu einzustellen.
Filtersystem
Faseroptik-Laserschweißgeräte sind mit einem speziellen Schweißextraktor mit einem Filter ausgestattet, der für die Begrenzung des Luftverschmutzungsniveaus am Arbeitsplatz verantwortlich ist. Darüber hinaus kann die gereinigte Luft wieder in den Arbeitsbereich zurückkehren. Diese Lösung zielt darauf ab, Verluste zu reduzieren, die mit dem Entfernen warmer Luft außerhalb des Gebäudes verbunden sind, was bei Extraktoren ohne Filter der Fall ist. Das PRO CleanAIR Filtersystem entfernt automatisch Staub und Dämpfe, was nicht nur zu einer menschenfreundlicheren Arbeitsumgebung, sondern auch zu einer längeren Lebensdauer des Geräts führt.
Vorteile von Laserschweißgeräten
Laserschweißgeräte, insbesondere Faserlaser, zeichnen sich durch Arbeitsparameter aus, die es ihnen ermöglichen, überdurchschnittliche Präzision beim Verbinden von Materialien zu erreichen. Sie bauen auch ihren Vorteil gegenüber anderen Schweißmethoden in Bezug auf Sicherheit und Vielseitigkeit sowie Wirksamkeit auf, was die Eliminierung zusätzlicher mechanischer Bearbeitung nach Abschluss des Schweißprozesses ermöglicht.
Welche Aspekte machen Faseroptik-Laserschweißgeräte besser als andere Geräte mit dem gleichen Zweck?
- Sie erzeugen weniger Wärme, was zu einem reduzierten Risiko von Verformungen und anderen Defekten führt. Dies wird durch geringere thermische Spannungen bedingt.
- Dank der Möglichkeit, die Größe des Strahls zu regulieren, arbeiten sie gut beim Verbinden dünnerer und empfindlicherer Materialien.
- Schweißnähte erfordern keine zusätzliche mechanische Bearbeitung, was zu kürzerer Arbeitszeit führt.
- Das Filtersystem stellt sicher, dass das Gerät keine für die Umwelt und den Menschen schädlichen Dämpfe erzeugt. Dies fördert die Schaffung einer sicheren Arbeitsumgebung.
- Das Laserschweißgerät arbeitet mit hoher Geschwindigkeit, sowohl mit dünnen als auch mit dicken Materialien. Dies führt zu Effizienz bei der Materialverarbeitung.
- Die lange Lebensdauer von Faserlasern ermöglicht die Generierung größerer Einsparungen. Solche Geräte können 100.000 Stunden aktiv arbeiten.
Anwendungen von Schweißgeräten
Laserschweißgeräte werden in vielen Industrien eingesetzt. Sie können zum Verbinden großer Elemente verwendet werden, da es nicht erforderlich ist, die zu verarbeitenden Materialien zum Arbeitsplatz zu transportieren. Laserschweißgeräte werden unter anderem in der Luftfahrt- und Automobilindustrie eingesetzt. Sie werden zum Verbinden von Elementen in Photovoltaikanlagen verwendet. Aufgrund ihrer Präzision haben sie ihre Anwendung in der Herstellung von medizinischen Geräten gefunden, einschließlich Insulinpumpen und Herzschrittmachern. Sie werden auch in der Elektronikindustrie und in der Herstellung von Sanitärgeräten geschätzt. Der Schweißprozess wird auch in der Möbel-, Bau- und Veredelungsindustrie durchgeführt.
Worauf sollte man bei der Auswahl eines Schweißgeräts achten?
Bei der Auswahl eines Laserschweißgeräts müssen Sie in erster Linie seinen endgültigen Zweck berücksichtigen - ob es zum Verbinden kleiner oder großer Elemente, dünner oder dicker, in kleinerem oder größerem Maßstab verwendet wird. Diese Faktoren bestimmen die Wahl eines Geräts mit geeigneten Parametern, die eine effektive und effiziente Arbeit ermöglichen. Welche Faktoren sind entscheidend?
- Leistung des Schweißgeräts - je größer sie ist, desto besser wird es mit dickeren und größeren Elementen umgehen können
- Software - das System, das das Schweißgerät steuert, sollte intuitiv und gleichzeitig für die Integration mit Unternehmenssystemen vorbereitet sein
- Verarbeitetes Material - mit welchen Materialien das Schweißgerät arbeiten kann, ob darunter hochreflektierende Materialien sind
- Kühlsystem - in modernen FANUCI Laserschweißgeräten ist das Kühlmittel Wasser, nicht Luft, was zu stabilerem und gleichmäßigerem Betrieb führt
- Filtersystem - verantwortlich für saubere Luft und Arbeit mit begrenzter nachteiliger Auswirkung auf die natürliche Umwelt
- Kundendienst - moderne Faserlaser zeichnen sich durch sehr hohe Zuverlässigkeit aus. Es gibt jedoch keine Maschinen, die manchmal keine Reparaturen erfordern, besonders bei intensiver Nutzung. Es lohnt sich daher, beim Kauf eines Laserschweißgeräts auf Service und Kundendienst zu achten
Die Lasertechnologie hat die Metallverarbeitungsindustrie revolutioniert. Das Verbinden von Materialien ist präziser, schneller und effizienter geworden. Die Möglichkeit der Automatisierung hat den Menschen mehr zum Aufseher des gesamten Prozesses als zu seinem Hauptausführer gemacht. Laserschweißgeräte rationalisieren sicherlich die gesamte Arbeit, was nicht nur für kleine Anlagen, sondern auch für große Unternehmen gilt, die ihre Tätigkeit hauptsächlich auf die Metallverarbeitung konzentrieren.