Laserhitsaus

Laser welding is a cutting-edge technology that is transforming how materials are joined across industries.

Its unmatched precision, tehokkuus, and versatility are becoming a staple in applications requiring high-quality and durable joints.

This guide will explore everything you need about laser welding, sen tyypit, and how it works.

Mikä on laserhitsaus?

Laserhitsaus on erittäin tarkka prosessi, joka käyttää kohdistettua lasersädettä lämmönlähteenä materiaalien sulattamiseen ja sulattamiseen niiden liitoskohdassa.

Tekniikka sopii erinomaisesti metalleille, seokset, ja vähän muovia, toimittaa puhtaana, vahvat hitsit, joissa on mahdollisimman vähän lämpövaikutuksia (Hass).

Tätä tekniikkaa käytetään laajalti ilmailussa, autoteollisuus, elektroniikka, ja lääkinnällisten laitteiden valmistus, jossa tarkkuus ja vahvuus ovat ensiarvoisen tärkeitä.

Laserhitsauksella voidaan liittää ohuita tai paksuja materiaaleja ja jopa erilaisia ​​metalleja, mikä tekee siitä uskomattoman monipuolisen.

Kuinka laserhitsaus toimii?

Perusperiaatteet

1. Lasersäteen sukupolvi:

• • Laser lähde: Prosessi alkaa laserlähteellä, joka tuottaa voimakkaan valonsäteen.
    Yleisiä laserlähteitä ovat CO₂-laserit, Nd: YAG (Neodyymi-seostettu yttrium-alumiinigranaatti) laserit, ja kuitulaserit.
  • Säteen tarkennus: Lasersäde suunnataan ja tarkennetaan peileillä ja linsseillä.
    Tarkennusoptiikka keskittää säteen hyvin pieneen kohtaan, tyypillisesti halkaisijaltaan muutamasta mikrometristä millimetriin, suuren tehotiheyden luominen.

2. Materiaali Lämmitys:

• • Imeytyminen: Kun fokusoitu lasersäde osuu materiaaliin, energia imeytyy, jolloin materiaali lämpenee nopeasti.
  • Sulaminen: Voimakas lämpö saa materiaalin sulamaan kosketuskohdassa.
    Sulan alueen syvyys ja leveys riippuvat laserin tehosta ja valotuksen kestosta.

3. Hitsauksen muodostus:

• • Poolaaminen: Kun materiaali sulaa, se muodostaa sulan altaan. Lasersäteen liike saumaviivaa pitkin saa sulan materiaalin virtaamaan ja sekoittumaan.
  • Jähmettyminen: Kun lasersäde siirtyy pois, sula allas jäähtyy ja jähmettyy, muodostaen vahvan, yhtenäinen hitsi.

Tärkeimmät komponentit

1. Laser lähde:

• • CO₂ laserit: Nämä ovat kaasulasereita, jotka käyttävät hiilidioksidikaasua laserointiväliaineena. Ne soveltuvat paksujen materiaalien hitsaukseen ja voivat tuottaa suuritehoisia palkkeja.
• • Nd: YAG laserit: Nämä ovat solid-state lasereita, jotka käyttävät neodyymillä seostettua kiteitä. Ne ovat monipuolisia ja niitä voidaan käyttää sekä paksuille että ohuille materiaaleille.
  • Kuitulaserit: Nämä ovat edistynein tyyppi, käyttämällä seostettua valokuitukaapelia vahvistusvälineenä.
    Ne ovat erittäin tehokkaita, kompakti, ja voi tuottaa erittäin suuria tehotiheyksiä.

2. Optinen järjestelmä:

• • Peilit ja linssit: Nämä komponentit ohjaavat ja kohdistavat lasersäteen työkappaleeseen. Laadukas optiikka varmistaa säteen sijainnin ja koon tarkan hallinnan.
  • Palkin toimitusjärjestelmä: Joissakin asetuksissa, lasersäde toimitetaan valokuitukaapelin kautta etäpäähän, mahdollistaa joustavan ja tarkan paikantamisen.

3. Työkappaleen käsittely:

• • Kalteva: Työkappaleet on pidettävä tukevasti paikoillaan tarkan kohdistuksen ja tasaisen hitsin laadun varmistamiseksi.
  • Liikeohjaus: CNC (Tietokoneen numeerinen ohjaus) järjestelmiä käytetään usein siirtämään työkappaletta tai laserpäätä haluttua reittiä pitkin.

Laserhitsauksen tyypit

Laserhitsaus on monipuolinen ja tarkka menetelmä materiaalien liittämiseen, ja useat laserhitsaustekniikat sopivat erilaisiin sovelluksiin ja materiaaleihin. Jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset etunsa ja haasteensa. Tässä on kattava yleiskatsaus:

1. Jatkuva aalto (CW) Laserhitsaus

Käsitellä: Jatkuvassa laserhitsauksessa, lasersäde säteilee jatkuvasti hitsausprosessin aikana. Tämä jatkuva lämmöntuonti tekee siitä sopivan pidempään, jatkuvat hitsit.

Sovellukset: CW-laserhitsausta käytetään laajalti auto- ja ilmailuteollisuudessa paksumpien materiaalien hitsaukseen ja syvän tunkeutumisen saavuttamiseen.

Edut:

• Korkea tunkeutuminen: CW-lasereilla voidaan saavuttaa syvät ja kapeat hitsit, tekee niistä ihanteellisia paksuille materiaaleille.
• Tasainen lämmönsyöttö: Jatkuva palkki varmistaa tasaiset hitsausolosuhteet, johtaa yhtenäisiin ja luotettaviin hitseihin.

Haitat:

• Suurempi lämpövaikutusalue (Hass): Jatkuva lämmöntuotto voi johtaa suurempaan HAZ:iin, mahdollisesti vaikuttaa materiaalin ominaisuuksiin.
• Korkeampi energiankulutus: CW-laserit kuluttavat yleensä enemmän energiaa kuin pulssilaserit.

Tiedot:

• Tehoalue: Tyypillisesti vaihtelee 1 kW to 10 kW.
• Tunkeutumissyvyys: Voi saavuttaa syvyyksiä jopa 20 mm terästä.
• Hitsausnopeus: Jopa 10 metriä minuutissa, riippuen materiaalin paksuudesta ja tehosta.

2. Pulssi laserhitsaus

Käsitellä: Pulssilaserhitsaus sisältää lasersäteen lähettämisen lyhyesti, korkeaenergiset pulssit. Jokainen pulssi tuottaa energiapurskeen, mahdollistaa tarkan lämmöntuoton hallinnan ja minimoi HAZ:n.

Sovellukset: Pulssilaserhitsaus on ihanteellinen ohuille materiaaleille, herkkiä komponentteja, ja sovellukset, jotka vaativat minimaalisen lämmönkulutuksen, kuten elektroniikka ja lääketieteelliset laitteet.

Edut:

• Tarkka ohjaus: Pulssimainen luonne mahdollistaa hitsin koon ja muodon hienosäädön.
• Minimaalinen HAZ: Vähentää materiaalin vääristymisen ja vääntymisen riskiä, joten se sopii ohuille ja herkille materiaaleille.

Haitat:

• Matala tunkeutuminen: Rajoitettu ohuempiin materiaaleihin ja mataliin hitseihin.
• Hitaampi prosessi: Voi olla hitaampi kuin jatkuva aaltohitsaus pidempiä hitsejä varten.

Tiedot:

• Pulssin kesto: Tyypillisesti vaihtelee mikrosekunneista millisekunteihin.
• Tehoalue: Muutamasta watista useisiin kilowatteihin.
• Tunkeutumissyvyys: Jopa 1 mm terästä.
• Hitsausnopeus: Jopa 2 metriä minuutissa, riippuen materiaalin paksuudesta ja pulssitaajuudesta.

3. Hybridi laserhitsaus

Käsitellä: Hybridilaserhitsaus yhdistää lasersäteen toiseen lämmönlähteeseen, tyypillisesti kaarihitsausprosessi (kuten MIG tai TIG).

Lasersäde toimii ensisijaisena lämmönlähteenä, Valokaari stabiloi hitsisulaa ja lisää tarvittaessa täyteainetta.

Sovellukset: Hybridilaserhitsausta käytetään paksujen materiaalien hitsaukseen ja suuria saostusnopeuksia vaativiin sovelluksiin, kuten laivanrakennuksessa ja raskaissa koneissa.

Edut:

• Syvä tunkeutuminen: Yhdistää laserin syvän tunkeutumisen kaarihitsauksen joustavuuteen.
• Korkeat laskeumat: Suuremmat hitsausnopeudet ja suuremmat materiaalin kerrostumisnopeudet, joten se soveltuu suuriin teollisiin sovelluksiin.

Haitat:

• Monimutkainen asennus: Vaatii monimutkaisempia laitteita ja asetuksia, alkuinvestoinnin lisääminen.
• Korkeammat kustannukset: Kalliimpi, koska tarvitaan useita lämmönlähteitä ja erikoislaitteita.

Tiedot:

• Tehoalue: Laserteho vaihtelee tyypillisesti 1 kW to 10 kW, valokaaren teholla 100 A to 500 Eräs.
• Tunkeutumissyvyys: Voi saavuttaa syvyyksiä jopa 25 mm terästä.
• Hitsausnopeus: Jopa 15 metriä minuutissa, riippuen materiaalin paksuudesta ja tehosta.

4. Etä laserhitsaus

Käsitellä: Etälaserhitsaus käyttää nopeaa skannausjärjestelmää lasersäteen ohjaamiseen suurelle alueelle.

Säde taivutetaan peileillä tai galvanometrisilla skannereilla, mahdollistaa useiden pisteiden tai polkujen nopean ja tarkan hitsauksen.

Sovellukset: Laser-etähitsausta käytetään suuren volyymin tuotantoympäristöissä, kuten autoteollisuudessa valkokorin kokoonpanoa varten ja elektroniikkateollisuudessa juottamista varten.

Edut:

• Suuri nopeus: Erittäin nopeat hitsausnopeudet, sopii massatuotantoon.
• Joustavuus: Voi hitsata useita pisteitä tai polkuja nopeasti ja tarkasti, tekee siitä ihanteellisen monimutkaisille geometrioille.

Haitat:

• Rajoitettu tunkeutuminen: Yleensä vähemmän sopiva syväläpihitsaukseen.
• Tarkkuusvaatimukset: Vaatii skannausjärjestelmän tarkan ohjauksen ja kohdistuksen, mikä voi olla haastavaa.

Tiedot:

• Skannausnopeus: Jopa 100 metriä sekunnissa.
• Hitsausnopeus: Jopa 50 metriä minuutissa, riippuen hitsausradan monimutkaisuudesta.
• Tehoalue: Tyypillisesti vaihtelee 1 kW to 5 kW.

5. Johtotapahitsaus

Käsitellä: Johtomuotohitsauksessa lämmitetään liitettävän materiaalin pintaa, saavat ne sulamaan ja sulamaan.

Lämpö johdetaan materiaaliin, resulting in a wider, shallower weld pool.

Sovellukset: Conduction mode welding is used for thin materials and applications where a wide, shallow weld is acceptable, such as in the electronics and jewelry industries.

Edut:

• Surface Melting: Suitable for thin materials and delicate components, minimizing the risk of damage.
• Minimaalinen särö: Reduces the risk of material warping and distortion, ensuring high-quality welds.

Haitat:

• Matala tunkeutuminen: Limited to shallow welds and thin materials.
• Alempi vahvuus: The resulting welds may have lower strength compared to deeper penetration welds.

Tiedot:

• Tehoalue: Tyypillisesti vaihtelee 100 Tähän 1 kW.
• Tunkeutumissyvyys: Jopa 0.5 mm terästä.
• Hitsausnopeus: Jopa 2 metriä minuutissa, riippuen materiaalin paksuudesta ja tehosta.

6. Avaimenreikämuotoinen hitsaus

Käsitellä: Keyhole mode welding involves focusing the laser beam to create a small, deep hole (avaimenreikä) in the material.

The keyhole acts as a channel for the laser energy to penetrate deeply, resulting in a narrow, deep weld.

Sovellukset: Avaimenreikähitsausta käytetään paksuihin materiaaleihin ja sovelluksiin, jotka vaativat syvää tunkeutumista, kuten auto- ja ilmailuteollisuudessa.

Edut:

• Syvä tunkeutuminen: Pystyy saavuttamaan syvät ja kapeat hitsit, tekee siitä ihanteellisen paksuille materiaaleille.
• Korkea lujuus: Tuottaa vahvaa, laadukkaat hitsit minimaalisilla vääristymillä.

Haitat:

• Monimutkainen asennus: Vaatii laserparametrien tarkan hallinnan avaimenreiän ylläpitämiseksi.
• Aineelliset rajoitukset: Tämä ei välttämättä sovellu kaikille materiaaleille, erityisesti ne, joilla on korkea heijastavuus.

Tiedot:

• Tehoalue: Tyypillisesti vaihtelee 1 kW to 10 kW.
• Tunkeutumissyvyys: Voi saavuttaa syvyyksiä jopa 20 mm terästä.
• Hitsausnopeus: Jopa 10 metriä minuutissa, riippuen materiaalin paksuudesta ja tehosta.

Yhteenvetotaulukko laserhitsaustyypeistä

Laserhitsauksen tyyppi	Prosessin kuvaus	Sovellukset	Edut	Haitat	Tehoalue	Tunkeutumissyvyys	Hitsausnopeus
Jatkuva aalto (CW)	Jatkuva lasersädesäteily	Paksut materiaalit, syvä tunkeutuminen	Korkea tunkeutuminen, tasainen lämmöntuotto	Isompi HAZ, korkeampi energiankulutus	1 kW to 10 kW	Jopa 20 mm	Jopa 10 m/my
Pulssi	Lyhyt, korkeaenergiset laserpulssit	Ohuet materiaalit, herkkiä komponentteja	Tarkka ohjaus, minimaalinen HAZ	Matala tunkeutuminen, hitaampi prosessi	Muutamasta watista useisiin kW	Jopa 1 mm	Jopa 2 m/my
Hybridi	Laser- ja kaarihitsauksen yhdistelmä	Paksut materiaalit, korkeat laskeumanopeudet	Syvä tunkeutuminen, korkeat laskeumanopeudet	Monimutkainen asennus, korkeammat kustannukset	1 kW to 10 kW (laser), 100 A to 500 Eräs (kaari)	Jopa 25 mm	Jopa 15 m/my
Kauko	Nopea skannausjärjestelmä	Suuri volyymituotanto, useita pisteitä	Suuri nopeus, joustavuus	Rajoitettu tunkeutuminen, tarkkuusvaatimukset	1 kW to 5 kW	Muuttuva	Jopa 50 m/my
Johtotila	Pintalämmitys ja sulatus	Ohuet materiaalit, herkkiä komponentteja	Pinnan sulaminen, minimaalinen vääristymä	Matala tunkeutuminen, alempi vahvuus	100 Tähän 1 kW	Jopa 0.5 mm	Jopa 2 m/my
Avaimenreikätila	Syvän avaimenreiän luominen	Paksut materiaalit, syvä tunkeutuminen	Syvä tunkeutuminen, voimakkuus	Monimutkainen asennus, aineelliset rajoitteet	1 kW to 10 kW	Jopa 20 mm	Jopa 10 m/my

Mitä materiaaleja voidaan liittää laserhitsauksella?

Laserhitsaus on monipuolinen tekniikka, jolla voidaan liittää monenlaisia ​​materiaaleja. Sen kyky toimittaa tarkasti, korkeaenergiset palkit tekevät siitä sopivan metalleille, seokset, ja tietyt ei-metallit.

Tässä on yleiskatsaus materiaaleista, jotka on yleisesti liitetty laserhitsauksella:

1. Metallit ja metalliseokset

Laserhitsaus on erityisen tehokasta metalleille ja metalliseoksille, tarjoaa korkean tarkkuuden ja lujuuden erilaisiin sovelluksiin.

Teräs

• Ruostumaton teräs: Ihanteellinen teollisuudelle, kuten autoteollisuudelle, ilmailu-, ja lääketieteellinen, laserhitsaus tarjoaa erinomaisen korroosionkestävyyden ja puhtaat hitsit.
• Hiiliteräs: Hitsattava mahdollisimman vähän lämpövaikutteisilla vyöhykkeillä, Lämpöä on kuitenkin valvottava huolellisesti halkeamien välttämiseksi.
• Työkalusteräs: Soveltuu tarkkuushitsaussovelluksiin, erityisesti työkalu- ja meistiteollisuudessa.

Alumiini ja alumiiniseokset

• Alumiinin korkea lämmönjohtavuus voi tehdä siitä haastavan, mutta nykyaikaiset laserit hoitavat sen hyvin, erityisesti seoksille, kuten 6061, 5052, ja 7075.

Titaani ja titaaniseokset

• Käytetään usein ilmailu- ja lääketeollisuudessa, titaani hitsautuu hyvin alhaisen lämpölaajenemisen ja suuren lujuutensa ansiosta.

Nikkeli ja nikkelilejeeringit

• Nikkelipohjaisia ​​seoksia, kuten Inconel, käytetään laajalti korkeissa lämpötiloissa ja syövyttävissä ympäristöissä, kuten voimalaitoksissa ja suihkumoottoreissa.

Kupari ja kuparilejeeringit

• Kuparin korkea heijastavuus ja lämmönjohtavuus vaativat suuritehoisia lasereita, mutta se on hitsattava, erityisesti sähkökomponenteille.

Muut metallit

• Magnesiumseokset: Kevyt ja yleisesti käytetty auto- ja ilmailusovelluksissa.
• Sinkki ja sinkkipinnoitetut metallit: Yleinen galvanoidussa teräksessä ja muissa korroosionkestävissä sovelluksissa.

2. Erilaiset materiaalit

Laserhitsauksella voidaan yhdistää kaksi eri materiaalia, vaikka yhteensopivuutta ja lämpöominaisuuksia on hallittava huolellisesti.

• Teräksestä alumiiniksi: Mahdollista erikoistekniikoilla hallita lämpölaajenemiseroja.
• Titaanista nikkelimetalliseoksiin: Käytetään ilmailussa kevyeen, vahvat nivelet.
• Kupari alumiiniksi: Löytyy sähkökomponenteista, kuten akkuliitännöistä.

3. Muovit

Laserhitsauksella voidaan myös liittää tiettyjä kestomuoveja käyttämällä erikoisjärjestelmiä.

• Polykarbonaatti (Tietokone): Yleistä elektroniikassa ja autoteollisuudessa.
• Akryylinitriili-butadieenistyreeni (Abs -abs): Käytetään kulutustavaroissa ja kodinkoneissa.
• Nylon ja polypropeeni: Löytyy teollisuuskomponenteista ja pakkauksista.

4. Pinnoitetut ja pinnoitetut materiaalit

Materiaalit pinnoitteilla (ESIM., galvanoitua terästä, anodisoitua alumiinia) voidaan myös hitsata.

On otettava huomioon, miten pinnoite on vuorovaikutuksessa laserin kanssa, koska se voi vaikuttaa hitsin laatuun.

5. Jalometallit

Laserhitsaus on ihanteellinen pienten liittämiseen, herkkiä komponentteja valmistettu:

• Kulta: Käytetään koruissa ja elektroniikassa.
• Hopea: Löytyy sähkö- ja koristesovelluksista.
• Platina ja palladium: Yleinen lääketieteen ja korkean teknologian aloilla.

Laserhitsauksen ja perinteisen hitsauksen erot

Laserhitsaus ja perinteiset hitsaustekniikat eroavat useilta osin, mukaan lukien hitsausperiaatteet, hitsausnopeus, hitsin laatu,

lämpövaikutusalue, toiminnallinen joustavuus, laitekustannukset, ja käyttökustannukset.

Hitsausperiaatteet

• Laserhitsaus: Se käyttää suuren energiatiheyden omaavaa lasersädettä lämmönlähteenä ja toteuttaa materiaalien liittämisen kosketuksettomalla lämmitysmenetelmällä.
  Lasersäde voidaan kohdistaa tarkasti pienelle alueelle, jolloin materiaali sulaa ja höyrystyy välittömästi muodostaen hitsin .
• Perinteinen hitsaus: Esimerkiksi, kaarihitsauksessa ja argonkaarihitsauksessa käytetään yleensä kaaria, vastuslämmitys, tai kaasuliekki hitsaukseen,
  johon liittyy fyysinen kosketus tai korkeaenerginen ioninsiirto, ja hitsausliitos voi olla suhteellisen karkea ja hitsausleveys voi olla suhteellisen leveä.

Hitsausnopeus

• Laserhitsaus: Hitsausnopeus on nopea, ja suuri määrä hitsaustöitä voidaan tehdä lyhyessä ajassa, mikä auttaa parantamaan tuotannon tehokkuutta .
• Perinteinen hitsaus: Hitsausnopeus on suhteellisen hidas, erityisesti tapauksissa, joissa vaaditaan hienosäätöä .

Hitsauksen laatu

• Laserhitsaus: Hitsaus on kapea, yhtenäinen, ja pinnan laatu on hyvä, ja lämmön vaikutusalue on pieni,
  joka sopii aloille, joilla on korkeat vaatimukset hitsin laadulle, kuten ilmailu- ja autoteollisuus.
• Perinteinen hitsaus: Se voi tuottaa suhteellisen suuren lämpövaikutusalueen, lisää materiaalin muodonmuutosten ja vaurioiden riskiä,
  ja hitsin laatuun voivat vaikuttaa monet tekijät, kuten käyttäjän taidot, laitteiden vakaus, ja materiaalin ominaisuudet .

Toiminnan joustavuus

• Laserhitsaus: Se voi saavuttaa kosketuksettoman hitsauksen ja voi saavuttaa joitakin asennoissa, joihin perinteisten hitsauslaitteiden on vaikea päästä hitsausta varten.
  Samaan aikaan, se voi myös suorittaa automaattisen hitsauksen, tuotannon automaatioasteen parantaminen .
• Perinteinen hitsaus: Jotkut menetelmät (kuten TIG-hitsaus) ovat kosketuspohjaisia ​​ja niissä voi olla ongelmia, kuten työkalujen kulumista ja materiaalin likaantumista .

Laitekustannukset ja käyttökustannukset

• Laserhitsaus: Laitteiden hinta on suhteellisen korkea, ja alkuinvestointi on suuri.
  Kuitenkin, massatuotannossa ja korkeat hitsauksen laatuvaatimukset, sen kokonaiskustannukset voivat olla edullisemmat.
• Perinteinen hitsaus: Laitteet ovat suhteellisen kypsiä, ja kustannukset voivat olla alhaiset, mutta sen suorituskyky ja käyttöalue voivat olla rajalliset.

Laserhitsauksen huonot puolet

Huolimatta sen tekniikan monista eduista, siinä on myös joitain haittoja, pääasiassa seuraavasti:

• Kustannusongelma: Laserhitsausjärjestelmien kustannukset ovat suhteellisen korkeat, mukaan lukien laserit, optiset komponentit, ja ohjausjärjestelmät. Tämä edellyttää suurta alkuinvestointia.
• Tekniset vaatimukset: Laserhitsauslaitteiden käyttö vaatii ammattitaitoista koulutusta ja teknistä osaamista, ja operaattorilta vaaditaan suhteellisen korkeaa osaamista.
• Sopeutuvuus materiaaleihin: Vaikka se sopii useille materiaaleille, korkean heijastavuuden omaaville materiaaleille (kuten alumiini, kupari, ja niiden seokset),
  laserin absorptionopeus on alhainen, mikä voi vaikuttaa hitsauksen laatuun.
• Laitteiden huolto: Laserhitsauslaitteet tarvitsevat säännöllistä huoltoa ja kalibrointia, mikä lisää pitkän aikavälin käyttökustannuksia.
• Ympäristöherkkyys: Prosessilla on korkeat vaatimukset ympäristöolosuhteille. Esimerkiksi, pöly ja kosteus voivat vaikuttaa hitsauksen laatuun.
• Hitsauksen laadun rajoitukset: Joissain tapauksissa, kuten paksujen levyjen tai tiettyjen heterogeenisten materiaalien hitsaus,
  hitsauksen laatuhaasteita voi kohdata, kuten halkeamia, huokoset, ja muut puutteet.
• Hitsauksen nopeus ja tehokkuus: Vaikka laserhitsausnopeus on nopea, tiettyihin sovelluksiin, kuten massatuotanto tai erikoismateriaalien hitsaus,
  se on ehkä vielä optimoitava, jotta se täyttää tuotannon tehokkuusvaatimukset.
• Laitteen tilavuus ja paino: High-performance laser welding equipment may be bulky and heavy, which may limit its application in some work environments with limited space.

Factors Influencing Laser Welding

Laser welding is a highly efficient and precise welding technology, and its welding quality is affected by numerous factors. The main factors are as follows:

Laservoima

In laser welding, there is an energy-density threshold. If the power is below this value, the welding penetration depth will be relatively shallow.

Once the power reaches or exceeds this value, the penetration depth will increase substantially. Laser power also controls the welding speed and the depth of penetration.

Beam Focal Spot

The size of the beam focal spot determines the power density. Measuring the focal spot size for high-power laser welding is a challenging task.

Käytännössä, todellinen pisteen koko on usein suurempi kuin teoreettisesti laskettu arvo.

Material Absorption Rate

Materiaalien absorptionopeus laseriin riippuu tekijöistä, kuten materiaalien ominaisvastus ja pinnan kunto.

Tämä vaikuttaa siihen, kuinka paljon laserenergiaa materiaali voi absorboida ja vaikuttaa siten hitsaustehoon.

Hitsausnopeus

Hitsausnopeudella on merkittävä vaikutus hitsauksen tunkeutumissyvyyteen. Hitsausnopeuden lisääminen johtaa pienempään tunkeutumissyvyyteen.

Kuitenkin, jos nopeus on liian alhainen, se aiheuttaa materiaalin liiallista sulamista ja saattaa jopa palaa työkappaleen läpi.

Parhaan tunkeutumissyvyyden saavuttamiseksi on olemassa sopiva hitsausnopeuksien alue.

Suojakaasu

Inerttejä kaasuja käytetään yleensä suojaamaan sulaa altaan laserhitsauksen aikana. Erilaiset suojakaasut vaikuttavat hitsauksen laatuun eri tavalla.

Esimerkiksi, helium, joka ei ionisoidu helposti, on laserhitsauksen tehokkain suojakaasu, mutta se on suhteellisen kallista.

Argonilla on suurempi tiheys ja se voi tarjota hyvän suojan, mutta se voi tukkia osan laserista.

Typpi on edullinen suojakaasu, mutta se ei sovellu joidenkin ruostumattoman teräksen hitsaukseen.

Focal Position (Defocus Amount)

Polttopisteellä on tärkeä vaikutus hitsin muotoon ja tunkeutumissyvyyteen.

Kun defocus-määrä on positiivinen, eli, polttopiste on työkappaleen pinnan yläpuolella, siitä on hyötyä sileän hitsauspinnan saavuttamiseksi.

Kun defocus-määrä on negatiivinen, eli polttopiste on työkappaleen sisällä, se voi lisätä tunkeutumissyvyyttä.

Ympäristöolosuhteet

Laserhitsausprosessilla on korkeat vaatimukset ympäristöolosuhteille. Esimerkiksi, pöly ja kosteus voivat vaikuttaa hitsauksen laatuun.

Uniformity of Materials

Materiaalien tasaisuus vaikuttaa suoraan materiaalien tehokkaaseen hyödyntämiseen ja hitsauksen laatuun.

Seoselementtien epätasainen jakautuminen tai epäpuhtauksien esiintyminen materiaalissa vaikuttaa hitsin koostumukseen.

Welding Equipment and Fixtures

Hitsauslaitteiden laatu ja huoltotila, sekä kalusteiden tarkkuus, kaikki vaikuttavat hitsauksen laatuun.

Hitsatun työkappaleen koneistustarkkuuden ja kokoonpanotarkkuuden varmistaminen on ratkaisevan tärkeää hitsauksen laadun parantamiseksi.

Operator Skills

Myös kuljettajien taidot ja kokemus ovat tärkeitä laserhitsauksen laatuun vaikuttavia tekijöitä. Ammatillinen koulutus ja tekninen tietämys ovat välttämättömiä korkealaatuisen hitsauksen saavuttamiseksi.

Common Applications of Laser Welding

Laserhitsaustekniikkaa on käytetty laajasti metallimateriaalien valmistuksessa sen suuren tarkkuuden ansiosta, korkea hyötysuhde, pieni lämpövaikutusalue, ja hyvä laatu.

Seuraavassa on joitain sen yleisiä sovellusalueita metallimateriaalien valmistuksessa:

Johtopäätös

Laserhitsaus on tehokas ja tarkka tekniikka, joka tarjoaa lukuisia etuja perinteisiin hitsausmenetelmiin verrattuna.

Ymmärtämällä asiaan liittyvät periaatteet ja komponentit, valmistajat voivat hyödyntää tätä tekniikkaa parantaakseen tuotteiden laatua, vähentää tuotantoaikaa, ja parantaa yleistä tehokkuutta.

Jos sinulla on tarkempia kysymyksiä tai tarpeita, voit vapaasti Ota yhteyttä!