A lézertechnológia fejlődése miatt a hagyományos hegesztési módszerek, mint a MIG / MAG, MMA vagy TIG, már nem játszanak jelentős szerepet a fémfeldolgozásban. A lézerhegesztők pontosabbak, hatékonyabbak és rugalmasabbak. Jelenleg három alapvető lézertípust különböztethetünk meg - YAG, CO2 és szállézereket. Az iparban ez utóbbiak egyre nagyobb előnyt szereznek, magasabb működési sebességet és nagyobb megbízhatóságot kínálva, mint a másik két típus. Széles alkalmazási spektrummal is rendelkeznek. Többek között a repülőgépiparban, autóiparban, szaniter berendezések gyártásában és élelmiszer-feldolgozásban használják őket.
Hogyan működik egy lézerhegesztő?
A lézerhegesztő működési mechanizmusa a kontaktfelület megolvasztásán alapul lézersugár segítségével, inert gázvédelem mellett. A sugár szabályozhatósága megkönnyíti a feldolgozott anyaghoz való alkalmazkodást. A sugár nagy energiasűrűsége lehetővé teszi akár 25 mm-es elemek összekapcsolását. A kötési zóna nagyon keskeny, és a deformáció olyan kicsi, hogy hegesztés után nincs szükség további mechanikai megmunkálásra.
Hegesztés közben a lézersugár egy speciális zárrendszeren, tükrökön és optikai elemeken keresztül jut el a hegesztett tárgyhoz. A fénysugár a hegesztési területen fókuszálódik és visszaverődik. A lézersugár energiájának a munkadarab általi elnyelési képessége nagyon fontos, mert ettől függ a hegesztés hatékonysága.
A hegesztési folyamat történhet hegesztési fürdő létrehozásával, vagy a kötés teljes áthatolásával több rétegben vagy egyetlen menetben, valamint kiegészítő anyag nélkül is. Maga a hegesztési folyamat jelentősen függ az anyagtól. Ha vékony, alacsony széntartalmú acéllemezeket hegesztenek, nincs szükség a hegesztési fürdő védelmére. Ez a teljes folyamat rövid idejével és sebességével függ össze.
Hegesztők típusai
A lézerhegesztés jelenleg kiszorítja a hagyományos hegesztési módszereket. Az ilyen eszközökben különböző típusú lézereket használnak - dióda, YAG és száloptikai. Ez utóbbi a legnagyobb rugalmassággal rendelkezik a varratméretek tartományát tekintve. Lehetővé teszi a teljes folyamat nagy sebességét is, ami viszont a behatolási mélység és a teljesítmény magas arányának eredménye. Azonban a száloptikai lézerekkel rendelkező lézerhegesztők egyes modelljei sok tekintetben különböznek, ami elsősorban meghatározza céljukat és hatékonyságukat bizonyos anyagokkal való munkavégzés során.
Eszköz mérete
A hegesztési folyamat nagy pontosságot igényel. A lézerhegesztők különböző méretű elemeket tudnak összekapcsolni, beleértve a fémlemezeket, csöveket vagy más, szokatlan alakú szerkezeti elemeket. Magának az eszköznek a mérete fontos mind a munkakényelem, mind a hegesztési hatékonyság szempontjából. Vannak nagy gépek, amelyekhez munkaasztalok is tartoznak. Ezek elsősorban nagyobb elemekkel való munkavégzéskor találták meg alkalmazásukat. Alternatívájuk a kompakt, kézi lézerhegesztők zárt házzal. Sokkal kevesebb helyet foglalnak el, és a fejlett technológiának köszönhetően magas munkavégzési paraméterekkel rendelkeznek. Ezért jól működnek mind nagy, mind kisebb ipari csarnokokban.
Hegesztő teljesítménye
Ez az egyik kulcsfontosságú paraméter, amelyet figyelembe vesznek a lézerhegesztők felosztásánál. A lézer kimeneti teljesítménye határozza meg a gép rendeltetését. Vastagabb és nagyobb anyagokhoz a 3000W teljesítményszintű hegesztők lesznek a legjobbak. Vékonyabb anyagok összekapcsolásához kisebb teljesítményű, pl. 1000W-os hegesztőket ajánlanak.
Automatikus huzaladagoló
A lézerhegesztő felszerelésének fontos része, amely a huzal fogantyún keresztüli mozgatásáért felelős, ami viszont lehetővé teszi annak a hegesztési helyre történő adagolását. Egyes eszközökben, mint például a FANUCI 4.0 PRO GenX lézerhegesztő esetében, az adagoló ráadásul integrálva van az eszköz szoftverével. Ebben az esetben az eszköz 0,8-2,0 mm vastagságú töltéssel dolgozik "push" vagy "pull" üzemmódban.
Vezérlőrendszer
A lézerhegesztők vezérlőrendszereikben is különböznek. A gyártók leggyakrabban az eszközökbe integrált dedikált szoftvert kínálnak. Az operációs rendszereket felhasználói panelen keresztül kezelik. A technológiailag fejlett gépekben ezek érintőpanelek - intuitívak és könnyen használhatók. Fontos figyelmet fordítani az egyes paraméterek beállítási lehetőségeire. Hasznos funkció a korábbi beállítások, sőt kész programok megjegyzése is.
Műszaki paraméterek
A műszaki paraméterek határozzák meg a lézerhegesztő munkájának hatékonyságát adott körülmények között. Az alapvető paraméterek közé tartozik a lézer kimeneti teljesítménye, amely jelenleg 1000W-tól 3000W-ig terjed. Az eszközök elektromos feszültségben is különböznek; a lézerhegesztő FANUCI 4.0 PRO GenX esetében ez 230V vagy 380V. Az energiafogyasztás arányosan növekszik a lézer kimeneti teljesítményével, és 5KW (1000W esetén), 7KW (1500W esetén), 9KW (2000W esetén), illetve 11KW (3000W esetén).
A lézerhegesztők különböző hegesztési sebességekkel is rendelkeznek, a legalacsonyabb teljesítménynél 0-160mm/s, míg a legmagasabbnál 0-215mm/s.
Hegesztő komponensei
A modern, technológiailag fejlett FANUCI lézerhegesztőket a munka sokoldalúsága jellemzi; különböző típusú anyagokhoz használhatók, beleértve a legkényesebb anyagokat is. Segítségükkel különböző vastagságú és alakú elemek kapcsolhatók össze. A kapott varratok nagyon tartósak és nem igényelnek további feldolgozást. Ezt elsősorban a gyártásukban használt megbízható alkatrészeknek köszönhetjük.
Lézerforrás
A hegesztő munkájának hatékonysága és a varrat minősége ettől függ. A száltechnológiás lézerforrások 100-szor nagyobb intenzitással rendelkeznek, mint egy CO2 lézer. A lézersugár kisebb fókuszpontja nagy teljesítménysűrűséget eredményez, ami a magas elnyeléssel együtt pozitívan befolyásolja az anyagok összekapcsolásának hatékonyságát. Becslések szerint egy szállézer élettartama körülbelül 100 000 óra, így akár 45 évig is működhet. Ráadásul ez egy környezetbarát technológia, amely biztonságos munkakörülményeknek kedvez. A szállézerek lehetővé teszik a nagy fényvisszaverő képességű anyagok hegesztését, ami még sokoldalúbbá és rugalmasabbá teszi őket.
Lézerfej
Fúvókából, védőüveg-fiókból, kapcsolóból, elektromos motorból, száloptikai kábelből, valamint hűtő- és védőgáz-vezetékből áll. A FANUCI lézerhegesztők elektromos sugármozgató rendszerrel felszerelt fejet használnak, amely lehetővé teszi az anyag tökéletlenségeinek korrekcióját. Nagyon pontosan mozog, és 2-10-szer gyorsabb hegesztést tesz lehetővé, mint a kézi lézerhegesztőkben használt hagyományos fejek.
Automatikus huzaladagoló
Nagyon fontos szerepet játszik az operátor munkájában. Lehetővé teszi a huzal automatikus adagolását, figyelembe véve a beállított paramétereket. Integrálva lett a szoftverrel, ami még nagyobb munkaprecizitást eredményez. Az automatikus huzaladagoló lehetővé teszi a 0,8-2,0 mm vastagságú töltéssel való munkát "push" vagy "pull" üzemmódban, azaz a huzal adagolását az operátor kezének egyidejű vezetésével.
Vezérlőrendszer
Az eszköz működtetéséért és a munkaparaméterek kezeléséért felelős. Az operátor szabályozhatja a lézer kimeneti teljesítményét, a pásztázás sebességét és szélességét, valamint beállíthatja a hegesztési módot - folyamatos vagy modulált. Nagy előny a hegesztő működési módjának megjegyzési funkciója, így a következő alkalommal nincs szükség ugyanazon paraméterek újbóli beállítására.
Szűrőrendszer
A száloptikai lézerhegesztők speciális hegesztési elszívóval vannak felszerelve, amelynek szűrője felelős a munkahelyi levegőszennyezés szintjének korlátozásáért. Ráadásul a megtisztított levegő visszatérhet a munkaterületre. Ez a megoldás a meleg levegő épületen kívülre történő eltávolításával kapcsolatos veszteségek csökkentését célozza, ami szűrő nélküli elszívók esetében történik. A PRO CleanAIR szűrőrendszer automatikusan eltávolítja a port és a gőzöket, ami nemcsak emberbarátabb munkakörnyezetet, hanem az eszköz hosszabb élettartamát is eredményezi.
A lézerhegesztők előnyei
A lézerhegesztők, különösen a szálasak, olyan munkaparaméterekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik az átlagon felüli pontosságot az anyagok összekapcsolásában. Előnyüket más hegesztési módszerekkel szemben a biztonság és a sokoldalúság, valamint a hatékonyság terén is építik, ami lehetővé teszi a hegesztési folyamat befejezése utáni további mechanikai megmunkálás kiküszöbölését.
Mely szempontok teszik a száloptikai lézerhegesztőket jobbá, mint más, azonos célú eszközöket?
- Kevesebb hőt termelnek, ami kisebb deformáció és egyéb hibák kockázatát jelenti. Ezt az alacsonyabb hőfeszültségek feltételezik.
- A sugár méretének szabályozási képességének köszönhetően jól működnek vékonyabb és kényesebb anyagok összekapcsolásakor.
- A varratok nem igényelnek további mechanikai feldolgozást, ami rövidebb munkaidőt jelent.
- A szűrőrendszer biztosítja, hogy az eszköz ne generáljon a környezetre és az emberre káros füstöt. Ez elősegíti a biztonságos munkakörnyezet kialakítását.
- A lézerhegesztő nagy sebességgel dolgozik, mind vékony, mind vastag anyagokkal. Ez az anyagfeldolgozás hatékonyságát eredményezi.
- A szállézerek hosszú élettartama nagyobb megtakarítások generálását teszi lehetővé. Az ilyen eszközök 100 000 órán keresztül aktívan dolgozhatnak.
A hegesztők alkalmazásai
A lézerhegesztőket sok iparágban használják. Használhatók nagy elemek összekapcsolására, mivel nincs szükség a feldolgozott anyagok munkaállomásra történő szállítására. A lézerhegesztőket többek között a repülőgép- és autóiparban használják. Fotovoltaikus rendszerekben elemek összekapcsolására használják őket. Pontosságuk miatt alkalmazást találtak az orvosi berendezések gyártásában, beleértve az inzulinpumpákat és a pacemakereket. Az elektronikai iparban és a szaniter berendezések gyártásában is értékelik őket. A hegesztési folyamatot a bútor-, építő- és befejező iparban is végzik.
Mit kell figyelembe venni egy hegesztő kiválasztásakor?
Lézerhegesztő választásakor elsősorban annak végső célját kell figyelembe venni - hogy kis vagy nagy elemek, vékony vagy vastag, kisebb vagy nagyobb léptékben történő összekapcsolására fogják-e használni. Ezek a tényezők határozzák meg a megfelelő paraméterekkel rendelkező eszköz kiválasztását, amely lehetővé teszi a hatékony és eredményes munkát. Mely tényezők kulcsfontosságúak?
- A hegesztő teljesítménye - minél nagyobb, annál jobban kezeli a vastagabb és nagyobb elemeket
- Szoftver - a hegesztőt működtető rendszernek intuitívnak kell lennie, és ugyanakkor felkészültnek a vállalati rendszerekkel való integrációra
- Feldolgozott anyag - milyen anyagokon tud dolgozni a hegesztő, vajon köztük vannak-e nagy fényvisszaverő képességű anyagok
- Hűtőrendszer - a modern FANUCI lézerhegesztőkben a hűtőközeg a víz, nem a levegő, ami stabilabb és simább működést eredményez
- Szűrőrendszer - felelős a tiszta levegőért és a természeti környezetre gyakorolt korlátozott káros hatással való munkáért
- Értékesítés utáni támogatás - a modern szállézerek nagyon magas megbízhatósággal jellemezhetők. Azonban nincsenek olyan gépek, amelyek néha nem igényelnek javítást, különösen intenzív használat esetén. Ezért érdemes figyelmet fordítani a szervizre és az értékesítés utáni támogatásra lézerhegesztő vásárlásakor
A lézertechnológia forradalmasította a fémfeldolgozó ipart. Az anyagok összekapcsolása pontosabbá, gyorsabbá és hatékonyabbá vált. Az automatizálás lehetősége az embert inkább az egész folyamat felügyelőjévé tette, mint annak fő végrehajtójává. A lézerhegesztők kétségtelenül egyszerűsítik az egész munkát, ami nemcsak a kis üzemekre vonatkozik, hanem a nagy vállalatokra is, amelyek tevékenységüket főként a fémfeldolgozásra összpontosítják.