Dezvoltarea tehnologiei laser a făcut ca metodele tradiționale de sudare, cum ar fi MIG / MAG, MMA sau TIG, să nu mai joace un rol semnificativ în procesarea metalelor. Sudorii cu laser sunt mai preciși, eficienți și flexibili. În prezent, putem distinge trei tipuri de bază de lasere - YAG, CO2 și lasere cu fibră. În industrie, acestea din urmă câștigă un avantaj tot mai mare, oferind viteze de operare mai mari și o fiabilitate mai mare decât celelalte două tipuri. De asemenea, au un spectru larg de aplicații. Sunt utilizate în aviație, automotive, producția de echipamente sanitare și procesarea alimentelor, printre altele.
Cum funcționează un sudor cu laser?
Mecanismul unui sudor cu laser se bazează pe topirea zonei de contact folosind un fascicul laser într-un scut de gaz inert. Capacitatea de a regla fasciculul face ușoară adaptarea la materialul procesat. Densitatea ridicată de energie a fasciculului permite îmbinarea elementelor până la 25 mm. Zona de îmbinare este foarte îngustă, iar deformarea este atât de mică încât nu este necesară nicio procesare mecanică suplimentară după sudare.
În timpul sudării, fasciculul laser trece la obiectul sudat printr-un sistem special de obturatoare, oglinzi și elemente optice. Fasciculul de lumină este focalizat în zona de sudare și este reflectat. Capacitatea de a absorbi energia fasciculului laser de către piesa de prelucrat este foarte importantă deoarece eficiența sudării depinde de aceasta.
Procesul de sudare poate avea loc prin crearea unei băi de sudură, sau cu penetrare completă a îmbinării în mai multe straturi sau cu o singură trecere, și de asemenea fără material suplimentar. Procesul de sudare în sine depinde semnificativ de material. Dacă se sudează foi subțiri din oțel cu conținut scăzut de carbon, nu este nevoie să se folosească protecția băii de sudură. Acest lucru este legat de timpul scurt și viteza întregului proces.
Tipuri de sudori
Sudarea cu laser înlocuiește în prezent metodele tradiționale de sudare. În astfel de dispozitive sunt utilizate diferite tipuri de lasere - diodă, YAG și fibră optică. Acesta din urmă se caracterizează prin cea mai mare flexibilitate în ceea ce privește gama de dimensiuni ale sudurii. De asemenea, permite viteze mari ale întregului proces, care la rândul său este rezultatul raportului ridicat dintre adâncimea de penetrare și putere. Cu toate acestea, modelele individuale de sudori cu laser cu fibră optică diferă în multe privințe, ceea ce determină în primul rând scopul și eficiența lor atunci când lucrează pe materiale specifice.
Dimensiunea dispozitivului
Procesul de sudare necesită o mare precizie. Sudorii cu laser pot îmbina elemente de diverse dimensiuni, inclusiv foi de metal, țevi sau alte elemente structurale cu forme neobișnuite. Dimensiunea dispozitivului în sine este importantă atât pentru confortul muncii, cât și pentru eficiența sudării. Există mașini mari care au și mese de lucru. Acestea și-au găsit aplicația în primul rând atunci când lucrează pe elemente mai mari. O alternativă la acestea sunt sudorii cu laser portabili compacte cu carcasă închisă. Acestea ocupă mult mai puțin spațiu și, datorită tehnologiei avansate, au parametri de lucru ridicați. Prin urmare, funcționează bine atât în hale industriale mari, cât și în cele mai mici.
Puterea sudorului
Acesta este unul dintre parametrii cheie luați în considerare în împărțirea sudorilor cu laser. Puterea de ieșire a laserului determină scopul mașinii. Pentru materiale mai groase și mai mari, sudorii cu un nivel de putere de 3000W vor fi cei mai buni. Pentru îmbinarea materialelor mai subțiri, sunt dedicate sudori cu mai puțină putere, de exemplu, 1000W.
Alimentator automat de sârmă
Este o parte importantă a echipamentului sudorului cu laser, responsabilă pentru mișcarea sârmei prin mâner, care la rândul său se traduce în posibilitatea de a o alimenta la locul de sudare. În unele dispozitive, așa cum este cazul sudorului cu laser FANUCI 4.0 PRO GenX, alimentatorul este integrat suplimentar cu software-ul dispozitivului. În acest caz, dispozitivul funcționează cu un umplutură de 0,8-2,0mm grosime în modul "push" sau "pull".
Sistem de control
Sudorii cu laser diferă și în sistemele de control. Producătorii oferă cel mai adesea software dedicat integrat cu dispozitivele. Sistemele de operare sunt operate printr-un panou de utilizator. În mașini tehnologic avansate, acestea sunt panouri tactil - intuitive și ușor de utilizat. Este important să se acorde atenție posibilităților de setare a parametrilor individuali. O funcție utilă este și memorarea setărilor anterioare, și chiar programelor gata făcute.
Parametri tehnici
Parametrii tehnici determină eficiența muncii sudorului cu laser în condiții specifice. Cei de bază includ puterea de ieșire a laserului, care este în prezent la un nivel de la 1000W la 3000W. Dispozitivele diferă și în tensiunea electrică; în cazul sudorului cu laser FANUCI 4.0 PRO GenX, aceasta este de 230V sau 380V. Consumul de energie crește proporțional cu puterea de ieșire a laserului și este de 5KW (pentru 1000W), 7KW (pentru 1500W), 9KW (pentru 2000W) și respectiv 11KW (pentru 3000W).
Sudorii cu laser au și viteze diferite de sudare, cea mai mică putere fiind de 0-160mm/s, în timp ce la cea mai mare 0-215mm/s.
Componente ale sudorului
Sudorii cu laser FANUCI moderne, tehnologic avansați, se caracterizează prin versatilitatea muncii; pot fi utilizați pentru diferite tipuri de materiale, inclusiv cele mai delicate. Cu ajutorul lor, elementele de diferite grosimi și forme pot fi îmbinate. Sudurile obținute sunt foarte durabile și nu necesită procesare ulterioară. Îl datorăm acest lucru în primul rând componentelor fiabile utilizate în producția lor.
Sursă laser
Eficiența muncii sudorului și calitatea sudurii depind de aceasta. Sursele laser cu tehnologie de fibră se caracterizează printr-o intensitate de 100 de ori mai mare decât cea a unui laser CO2. Punctul focal mai mic al fasciculului laser are ca rezultat o densitate de putere ridicată, care, combinată cu absorbția ridicată, afectează pozitiv eficiența îmbinării materialelor. Se estimează că durata de viață a unui laser cu fibră este de aproximativ 100.000 de ore, astfel încât poate funcționa până la 45 de ani. Mai mult, este o tehnologie prietenoasă cu mediul și favorabilă condițiilor de muncă sigure. Laserele cu fibră permit sudarea materialelor foarte reflectorizante, ceea ce le face și mai versatile și flexibile.
Cap laser
Este format din duză, sertar de sticlă de protecție, comutator, motor electric, cablu de fibră optică și linie de gaz de răcire și protecție. Sudorii cu laser FANUCI utilizează un cap echipat cu un sistem electric de mișcare a fasciculului, care permite corectarea imperfecțiunilor materialului. Se mișcă foarte precis și permite sudarea la o viteză de 2-10 ori mai mare decât capetele tradiționale utilizate în sudorii cu laser portabile.
Alimentator automat de sârmă
Joacă un rol foarte important în munca operatorului. Permite alimentarea automată a sârmei, ținând cont de parametrii setați. A fost integrat cu software-ul, ceea ce se traduce într-o precizie și mai mare a muncii. Alimentatorul automat de sârmă permite lucrul cu un umplutură de 0,8-2,0mm grosime în modul "push" sau "pull", adică alimentarea sârmei în timp ce ghidează simultan mâna operatorului.
Sistem de control
Este responsabil pentru operarea dispozitivului și gestionarea parametrilor de lucru. Operatorul poate controla puterea de ieșire a laserului, viteza și lățimea de scanare, precum și setarea modului de sudare - continuu sau modulat. Un mare avantaj este funcția de memorare a modului de operare al sudorului, astfel încât data viitoare nu este nevoie să se reseteze aceiași parametri.
Sistem de filtrare
Sudorii cu laser cu fibră optică sunt echipați cu un extractor special de sudare cu un filtru responsabil pentru limitarea nivelului de poluare a aerului la locul de muncă. Mai mult, aerul purificat poate reveni din nou în spațiul de lucru. Această soluție vizează reducerea pierderilor asociate cu eliminarea aerului cald în afara clădirii, care are loc în cazul extractoarelor fără filtru. Sistemul de filtrare PRO CleanAIR elimină automat praful și vaporii, ceea ce se traduce nu doar într-un mediu de lucru mai prietenos cu omul, ci și într-o durată de viață mai lungă a dispozitivului.
Avantajele sudurilor cu laser
Sudurile cu laser, în special cele cu fibră, se disting prin parametrii de lucru care le permit să atingă o precizie peste medie în îmbinarea materialelor. De asemenea, își construiesc avantajul față de alte metode de sudare în ceea ce privește siguranța și versatilitatea, precum și eficiența, care permite eliminarea procesării mecanice suplimentare după finalizarea procesului de sudare.
Ce aspecte fac ca sudurile cu laser cu fibră optică să fie mai bune decât alte dispozitive cu același scop?
- Generează mai puțină căldură, ceea ce se traduce printr-un risc redus de deformare și alte defecte. Acest lucru este condiționat de tensiunile termice mai mici.
- Datorită capacității de a regla dimensiunea fasciculului, funcționează bine la îmbinarea materialelor mai subțiri și mai delicate.
- Sudurile nu necesită procesare mecanică suplimentară, ceea ce se traduce într-un timp de lucru mai scurt.
- Sistemul de filtrare asigură că dispozitivul nu generează fumuri dăunătoare mediului și oamenilor. Acest lucru promovează crearea unui mediu de lucru sigur.
- Sudura cu laser funcționează la viteză mare, atât cu materiale subțiri, cât și cu materiale groase. Acest lucru se traduce în eficiența procesării materialelor.
- Durata de viață lungă a laserelor cu fibră permite generarea unor economii mai mari. Astfel de dispozitive pot funcționa activ timp de 100.000 de ore.
Aplicații ale sudurilor
Sudurile cu laser sunt utilizate în multe industrii. Pot fi folosite pentru a îmbina elemente mari, deoarece nu este nevoie să transportați materialele procesate la stația de lucru. Sudurile cu laser sunt utilizate, printre altele, în industriile aeronautică și auto. Sunt folosite pentru a îmbina elemente în sistemele fotovoltaice. Datorită preciziei lor, și-au găsit aplicația în producția de echipamente medicale, inclusiv pompe de insulină și pacemakeri. Sunt apreciate și în industria electronică și în producția de echipamente sanitare. Procesul de sudare este efectuat și în industriile de mobilier, construcții și finisaje.
Ce să luați în considerare la alegerea unei suduri?
La alegerea unei suduri cu laser, trebuie să luați în considerare în primul rând scopul său final - dacă va fi folosită pentru a îmbina elemente mici sau mari, subțiri sau groase, la o scară mai mică sau mai mare. Acești factori determină alegerea unui dispozitiv cu parametrii adecvați care vor permite o muncă eficientă și eficace. Care sunt factorii cheie?
- Puterea sudurii - cu cât este mai mare, cu atât va gestiona mai bine elementele mai groase și mai mari
- Software-ul - sistemul care operează sudura ar trebui să fie intuitiv și, în același timp, pregătit pentru integrare cu sistemele companiei
- Materialul procesat - pe ce materiale poate lucra sudura, dacă printre acestea se numără materiale cu reflectivitate ridicată
- Sistemul de răcire - în sudurile cu laser FANUCI moderne, agentul de răcire este apa, nu aerul, ceea ce se traduce într-o funcționare mai stabilă și mai lină
- Sistemul de filtrare - responsabil pentru aerul curat și lucrul cu impact redus asupra mediului natural
- Suport post-vânzare - laserele cu fibră moderne se caracterizează printr-o fiabilitate foarte mare. Cu toate acestea, nu există mașini care nu necesită uneori reparații, mai ales cu utilizare intensivă. Prin urmare, merită să acordați atenție serviciului și suportului post-vânzare la achiziționarea unei suduri cu laser
Tehnologia laser a revoluționat industria procesării metalelor. Îmbinarea materialelor a devenit mai precisă, mai rapidă și mai eficientă. Posibilitatea automatizării a făcut ca omul să fie mai mult un supervizor al întregului proces decât executorul său principal. Sudurile cu laser cu siguranță îmbunătățesc întregul proces de lucru, ceea ce se aplică nu doar la uzinele mici, ci și la întreprinderile mari care își concentrează activitățile în principal pe procesarea metalelor.