Témata
Reklama

Přesné bodové svařování s pulzním laserem

U stroje osazeného pulzním Nd:YAG laserem lze pomocí modulace pulzu dosáhnout řízení množství tepla vnášeného do materiálu. Při zpracování křehkých materiálů lze tak dosáhnout minimalizace nákladů na dodatečné dokončovací opracování. Použití drátu místo prášku při opravách poškozených forem umožňuje rozměrově a tvarově přesnější nanesení materiálu.

Svařování a estetika patří u firmy Reichle v Bissingenu, která lasery využívá, neroz-lučně k sobě. Na firmu se obracejí se svými problémy jak výrobci nástrojů a forem, tak také podniky zpracovávající plasty, vyrábějící automobily, letadla nebo medicín-skou techniku. Strojní park firmy Reichle v Bissingenu byl rozšířen o poloautomatic-ký laserový stroj typu PSM 400 od firmy Schunk. Stroj je vybaven Nd:YAG laserem s nastavitelným tvarem a dobou pulzu až 100 ms, jakož i efektivní funkcí, která umožňuje opracovávat jinak náročně opracovatelné materiály. V minulosti byla firma schopna také uspokojovat své zákazníky použitím jiných laserů, ale nový stroj PSM 400 značně zlepšil kvalitu prováděných prací. Jedná se zejména o perfektní prove-dení každého detailu opracování, ne pouze o splnění požadavků zákazníka. Pomocí tohoto nového laserového stroje je možné kvalitně svařovat náročné materiály a sliti-ny. Lze vytvářet tlakové a korozi odolné svary bez trhlin.

Reklama
Reklama

Optimalizace podle průběhu tuhnutí

Vestavěný pulzní Nd:YAG laser typ SLS 200 CL60 firmy Lasag má střední výkon 220 W. Pomocí modulace pulzu se dosahuje kontrolovaného řízení množství tepla vneseného do materiálu a proces svařování tak lze optimalizovat podle průběhu tuhnutí daného materiálu – zejména při svařování křehkých materiálů, jako jsou např. součásti z litiny, ocelí s vysokým obsahem uhlíku a superslitin. Použitím velmi dlouhých pulzů laseru uživatel získává lepší svařitelnost a dosáhne se minimalizace následného opracování svaru.

Pomocí laserového svařovacího stroje PSM 400 lze svařovat a navařovat materiál na různé typy součástí.

Zatímco většina Nd:YAG laserů nabízených na trhu má trvání pulzu mezi 20 až 60 ms, má PSM 400 až 100 ms. Aby se tavenina stabilizovala, může být nastaven a op-timalizován také tvar pulzu podle absorpce záření svařovaného materiálu. Ve srov-nání s konvenčním pravoúhlým tvarem pulzu se zde dosahuje lepších výsledků sva-řování. Modulován může být i průběh pulzu, a tak lze řídit rovněž promíchání taveni-ny ve svaru. Stroj je vybaven také adaptivním řízením Closed-Loop, které zajišťuje stabilní výkon laseru a jeho práci v optimálních pracovních podmínkách.

Optimální tvar svaru

Nástrojovou ocel 1.2379, která se používá na řezné hrany vysokovýkonných střiž-ných a lisovacích nástrojů, můžeme na PSM 400 svařovat dokonale a bez trhlin. Za-řízení pracuje přesně a vytváří značně lepší tvar svaru než dosud používané kon-venční laserové stroje. Na stroji se provádí rovněž navařování materiálu z drátu, což dává podstatně lepší výsledky než použití prášku jako přídavného materiálu.

Při navařování jemných tvarů na obtížně svařitelných materiálech lze nastavit optimální délku, tvar a modulaci pulzu laseru.

V paměti řídicího systému stroje jsou uloženy pracovní podmínky pro všechny běžně používané materiály a průměry drátů. Doporučení firem Lasag a Schunk jsou stále vylepšována a optimalizována podle požadavků zákazníků. Optimalizován je tvar svaru a současně jsou eliminovány možné chyby. Na základě řady pokusů specialistů na lasery a na opracování povrchů firmy Reichle byly definovány pracovní parametry laseru, při kterých po přebroušení nevznikají žádné „stíny“. Podniku se rovněž vyplatilo spojit všechny technologie svařování pod jednu střechu. To umožňuje vzájemně porovnávat vhodnost použití metody WIG, svařování laserem, leštění, gravírování a pískování.

U firmy Reichle zvažují velmi podrobně, jaký průměr přídavného drátu mají pro daný případ použít. Pracovní parametry mohou být nastaveny tak, že lze použít i drát o větším průměru a tím zrychlit práci. Na stroji PSM 400 lze na jednom místě vytvořit výšku návaru mezi 0,1 až 0,7 mm. Je-li nutné vytvořit vyšší návar, je po dohodě se zákazníkem použito kombinace navařování metodou WIG a laserem. Tím se dosáh-ne optimálního poměru náklady – užitek. Důležitou roli hraje také absolutní délka času opravy nástroje, neboť se často jedná o opravu nástroje používaného v probíhající výrobě.

Pomocí magnetického upínacího systému lze v prostoru ustavit obrobky velmi rychle.

Při vývoji laserového stroje PSM 400 byly zvažovány také dva důležité faktory –kvalita a čas. Snadno ovladatelné zařízení Lock-ahead obsahuje funkci, pomocí níž lze generovat velmi rychle přímo dráhu navařování ve 3D. Např. pro naprogramování kružnice stačí zadat pouze její tři body. Na monitoru se zobrazuje počet, vzdálenost a dělení drah navařování.

Nanášení povlaků se stává stále jednodušší

Naprogramovat lze také libovolně tvarované plochy, které nelze vyjádřit matematicky. Pomocí funkce zabudované v řídicím modulu lze rovněž ovlivnit plynulý a harmonický průběh prostorové křivky. Systém programování zabudovaný v řídicím panelu umožňuje pracovat velmi rychle, bez časově náročného externího programo-vání. Plošné nanášení materiálu v prostoru se tak značně zjednoduší. Průběh navařování lze sledovat na monitoru. Zařízení objíždí dráhy spojitě. U malých sérií, jako je tomu např. u lékařské techniky, lze tímto způsobem vytvořit opakovaně přesné dráhy navařování. Při bodovém svařování si v programovacím systému svářeči vytvářejí šablony, podle kterých potom mohou snadno, velmi rychle a s vysokou přesností opracovávat opakovaně dané součásti. U tohoto stroje není nutné použít dodatečné automatické ostření paprsku nebo jiný pomocný prostředek. Pouze přívod drátu se zde provádí ručně.

Na mikroskopu může pracovník kontrolovat a dokumentovat provedení i těch nejmenších detailů.

Speciálně pro nanášení a opravárenské svařování má firma Schunk koncipován svůj laserový svařovací stroj velmi flexibilně. Ve směru os X, Y a Z činí řízená dráha 400 mm. Aby se změna velikosti dráhy provedla podle velikosti obrobku velmi rychle, může být osa Y2 přesunuta ručně o 700 mm a rovněž natočena o ±16°. Osa Z3 je posuvná a otočná ve vertikálním směru a lze ji v každé poloze zpevnit.

Na laserovém obráběcím stroji PSM 400 lze přesně opravit i velmi jemné tva-ry.Pracovní stůl lze zatížit obrobkem o hmotnosti 250 kg. Pro upínání nebo sejmutí ob-robku, jakož i při obrábění lze stůl elektronicky výškově přesunout o 500 mm. Při ob-rábění větších obrobků může být stůl nakloněn o ±90°.Toto umožňuje ustavit ob-robky na pracovní stůl např. pomocí vysokozdvižného vozíku. V případě potřeby je možné stroj rozšířit o čtvrtou nebo i pátou osu a vytvořit tak komfortní pětiosý laserový obráběcí stroj. Létající optika laseru zajišťuje, aby paprsek laseru dopadal na obrobek v optimálním úhlu také u špatně přístupných míst tvarových ploch. Kloubový stativ zajišťuje, aby tryska přívodu asistenčního plynu byla v optimální poloze.

Ovládací panel lze volně polohovat

Obsluha může velmi pohodlně vytvářet pracovní funkce obrábění, programování a jejich kontrolu bez ohledu na velikost obrobku. Ovládací panel je pohyblivý a lze ho jednoduše polohovat. Na přání zákazníka může být ovládání doplněno ručním kolečkem, které umožňuje velmi přesné polohování. Výkonný binokulár s 10-, 15- nebo 20násobným zvětšením umožňuje přesnou práci v rozsahu naklonění mezi 10° až 50°. Elektricky výškově stavitelný a oboustranně sklopný pracovní stůl stroje, jakož i posuvná a výškově stavitelná svařovací hlava laseru zaručují vysokou míru flexibility pracovního rozsahu. Bez ohledu na tvar obrobku, jeho velikost a polohu navařovaného místa může obsluha provést přesné ustavení obrobku v pracovním prostoru stroje. Pomocí pilotního laseru lze před vlastním navařováním ještě jednou zkontrolovat pracovní dráhu paprsku laseru.

Michael Schneider

Zdroj: MM Das Industriemagazin, č. 33/ 2011

Zpracoval -VŘ-

Obr. Na str.36:
Obr. 1.
Obr. 2. Pomocí magnetického upínacího systému lze v prostoru ustavit obrobky velmi rychle.
Obr. 3. Na laserovém obráběcím stroji PSM 400 lze přesně opravit i velmi jemné tva-ry.
Obr. 4. Na mikroskopu může pracovník kontrolovat a dokumentovat provedení i těch nejmenších detailů.

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 120110
Datum: 15. 02. 2012
Rubrika: Výroba / Spojování a dělení
Autor:
Firmy
Související články
Řezání vodním paprskem šetří náklady

Podniky musí v současné době řešit výrobu komplexně. Výroba musí být pečlivě plánována a stále optimalizována, aby se výrobky firmy udržely na konkurenčním trhu. Speciální zařízení pro řezání vodním paprskem není pouze univerzálně použitelné, ale může též šetřit výrobní náklady i tam, kde se dosud tato technologie nepoužívala.

Laser spojuje plasty a kovové součásti

V současné době je stále více žádané spojení materiálů velmi různých vlastností, např. kovu a plastu. Byla vyvinuta nová technologie využívající laser. V kovovém materiálu jsou paprskem laseru vytvářeny mikrostruktury a následným prozářením plastu laserem dojde k naleptání povrchu plastu. Tím je dosaženo pevné spojení obou materiálů.

Profesionální nůžky a nástroje pro textilní průmysl

Kvalitní nůžky jsou stále jedním z nepostradatelných nástrojů, používaných v textilním průmyslu. V dnešní době moderních technických textilií jsou již klasické krejčovské nůžky nevyhovující pro celou řadu aplikací. Jejich místo nahrazují speciální průmyslové nůžky, které obstojí při zpracování i těch nejkomplikovanějších materiálů a látek.

Související články
Tvrdost vs. houževnatost průmyslových nožů

Průmyslové nože jsou obecně používány pro řezání a dělení nepřeberného množství materiálů, od potravin, plastů, textilu, dřeva až po kovy. Dle použití nože jsou na řezný nástroj přirozeně kladeny různé nároky. Ve světě průmyslových nožů je tvrdost důležitou součástí kvality nože.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nanotechnologie v pájení

S cílem snížení toxicity odpadů z elektroniky zakazuje legislativa Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS) a směrnice EU 2002/95/EC po 1. 1. 2007 použití šestimocného chromu CrVI, olova, kadmia, rtuti, požárních retardantů polybrombifenyletheru (PBB) a polybromdifenyletheru (PBDE) v elektrických a elektronických zařízeních. Zvláště tvrdý dopad mají účinky směrnice na vyřazení cín-olověných pájek z elektroniky s náhradou pájkami bez olova.

Bezpečnost ve světě řezných nástrojů

Bezpečnostní nože, řezače a výměnné čepele mohou výrazně snížit riziko poranění na pracovišti. Pořezání jsou většinou způsobena běžnými noži při jejich nechtěném sklouznutí z řezané plochy.

Vodní paprsek řeže filigránské tvary

Řezání drobných filigránských tvarů umožňuje nová technologie řezání materiálů vodním paprskem o průměru 0,2 mm. Další výhodou je vyšší rychlost řezání. Využití této technologie je možné na nových i na starších, v praxi již používaných strojích.

Novinky ze světa řezných nástrojů

Společnost Techni Trade je výrobcem a komplexním dodavatelem vysoce kvalitních strojních nožů, řezných nástrojů a spotřebního materiálu. Souhrnné řešení dodávek pro své zákazníky je schopna nabídnout na základě vlastního výrobního programu řezných nástrojů doplněného o přímý nákup dalších položek od renomovaných výrobců.

Průmyslové čepelky

Společnost Techni Trade dlouhodobě působí na českém i zahraničním trhu jako výrobce a komplexní dodavatel řezných nástrojů, které své uplatnění nacházejí téměř ve všech průmyslových oblastech.

Strojní nože

Společnost Techni Trade je výrobcem a komplexním dodavatelem vysoce kvalitních strojních nožů, řezných nástrojů a spotřebního materiálu, která dlouhodobě úspěšně působí nejenom na českém trhu, ale své produkty vyváží např. do Německa, Rakouska a dalších zemí Evropské Unie.

Termické tvarové dělení kovů

Od svého založení se společnost Vanad specializuje na výrobu a vývoj vysoce výkonných CNC strojů pro termické tvarové dělení kovů. Tradice výroby a know-how pálicích strojů Vanad navazuje na více než čtyřicetiletou historii výroby tohoto typu strojů v bývalém Československu.

Vysekávací tvarové nože pro balicí stroje

Společnost Techni Trade, s. r. o., dodává řezné nástroje a strojní nože nejrůznějších typů do řady průmyslových odvětví.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit