Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Laserové svařování jako inovace napříč průmysly
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Laserové svařování jako inovace napříč průmysly

Všeobecný tlak na automatizování výrobních procesů a udržení jejich stability řadí postupný přechod na laserové svařování mezi nezbytné kroky k inovaci. Dnes už svařování laserem používá celá řada výrobních závodů ze širokého spektra průmyslů včetně automobilového, leteckého, lékařského a dalších. Laserové svařování se stává stále více preferovanou technologií napříč veškerými odvětvími v průmyslu hlavně kvůli tomu, že svar vzniká intenzivním lokálním zahřátím materiálu ve velmi krátkém čase – v řádu milisekund.

Svary provedené laserem se vyznačují vysokou kvalitou, pevností, uspokojivým vzhledem povrchu, a především malou oblastí působení tepla. Významnou roli zde zaujímají laserové zdroje typu fiber, které v posledních letech nahradily již zastaralé CO2 zdroje, a to hned v několika aplikacích. Zároveň disponují velkou řadou výhod oproti Nd:YAG laserům a tuto technologii jasně předurčují jako jasného lídra ve světě laserových zdrojů.

Při svařování se používá metoda povrchového svařování nebo hloubkového, tzv. keyhole svařování. Základní rozdíly mezi oběma způsoby svařování jsou popsány níže:

Při povrchovém svařování laserový svazek roztaví sousední části dílů podél společné spáry. Roztavený materiál se promísí a tuhnutím se vytvoří svar. Typickým příkladem může být rohový svar na viditelné straně krytů přístrojů. Laserové svary nevyžadují žádné speciální post úpravy, jako je broušení či leštění. Hloubka takového provaru je závislá na tepelné vodivosti svařovaného materiálu a pohybuje se od jednotek desetin milimetru do 2 mm.

Hloubkové, tzv. keyhole svařování se vyznačuje velkou hloubkou provaru až 25 mm u černé oceli. Při plošné hustotě výkonu cca 1 mW.cm-2 dochází k rychlému tavení materiálu a zároveň ke vzniku výparů. Vzniklé páry tlakem vytlačí roztavený kov do stran a unikají směrem vzhůru, díky tomu dochází k postupnému dopadu laserového paprsku hlouběji do vzniklé kapiláry. Hluboký provar vzniká i díky násobnému odrazu laserového paprsku v kapiláře. Roztavený materiál dokáže absorbovat takřka veškerou laserovou energii, a tím narůstá efektivita svařovacího procesu. Díky vysoké rychlosti je výsledkem velmi malá tepelně ovlivněná zóna a minimální narušení materiálu. 



Svařování bez přídavného materiálu

Důležitost přípravkování a upínání jednotlivých částí ke svaření

Příprava pro automatizované svařování pomocí laseru s sebou kromě návrhu svarů jako takových, určení svařovacích parametrů, vytvoření programu a seřízení stroje – nese i přípravu upínacích přípravků. Samotné přípravkování však může být v mnoha případech složitější nežli návrh a provedení svaru samotného.

Mezi základní funkce přípravku patří schopnost jasně definovaného založení obrobku, vždy stejného upnutí a zajištění přesnosti polohování mezery mezi díly, s odchylkou nižší než 0,1 mm. Přípravek také vyvažuje výrobní tolerance, například vyrovnáním rozměrových odchylek, které vznikají v předcházejících výrobních krocích. V některých případech slouží také k přivádění ochranného plynu do místa svařování.

 
Automatizované laserové řešení na svařování

 

Návrh a výroba upínacích přípravků jsou velmi důležitou součástí přípravy pro automatizovaný proces laserového svařování. Vývoj komplexních fixtur může zabrat i týdny a vyplatí se v případech středních i velkých sérií výroby. Pro maloobjemovou výrobu dává automatizované svařování smysl, pokud je možné upínací přípravek zhotovit jednoduše a rychle.

Laserové svařovací automaty od společnosti Lascam systems se vyznačují intuitivním a konfigurovatelným uživatelským rozhraním ILP (Integrated Laser Processing Software), který je zobrazen na ergonomickém panelu HMI. ILP umožňuje snadný monitoring a reporting práce a údržby. Uživatel je díky tomu schopen řídit všechny důležité procesy v průběhu svařování. Systém je dimenzován pro výkon zdroje 5 kW a rychlost svařování 70 cm.s-1 a lze jej rozšířit až na 10 kW. Nedílnou součástí stroje je i návrh a výroba přípravků a v případě potřeby také změny v konstrukčním řešení stroje tak, aby zcela vyhovoval výrobě zákazníka. Součástí dodávky kompletního stroje je záruční a pozáruční servis lokálními servisními techniky.

Systém Scout – laserová svařovací hlava s rozmítáním

Zařízení lze konfigurovat pro plně automatizovaný, poloautomatický nebo ruční provoz zakládání. Svařovací automat lze také vybavit speciálně navrženou laserovou hlavou s rozmítáním Scout. Systém Scout umožňuje pomocí zabudované kamery uvnitř optiky identifikovat pozici dílů a upravit trajektorii svařování tak, aby byl svar proveden přesně. Před svařováním proběhne stoprocentní kontrola založeného kusu, porovnání s programem, vyhodnocení a případné úpravy svařovací trajektorie.

Lascam systems

Jan Vlček

info@lascam.cz

www.lascam.cz

Další články

Technologie spojování/ dělení materiálů
Nekonvenční technologie

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky














Sledujte nás na sociálních sítích: