Laserový svářecí stroj a laserový svařovací systém: Efektivní spojovací technologie a řešení laserového svařování pro průmysl (TIG svařování)

Laserová technologie v posledních desetiletích dosáhla pozoruhodného pokroku a umožnila širokou škálu aplikací v různých odvětvích. Zejména laserové svařování se etablovalo jako jedna z nejúčinnějších a nejpřesnějších metod spojování. Laserové svařovací stroje a systémy hrají klíčovou roli ve výrobě zboží v odvětvích, jako je automobilový průmysl, letecký průmysl, elektronika, lékařská technologie a mnoho dalších.

Fungování a technologie

Laserové svařovací stroje používají vysokoenergetické laserové paprsky ke spojování kovů, plastů nebo jiných materiálů. Proces je založen na přesné koncentraci laserového světla, které je zaostřeno na svařované díly. Tím se generuje extrémně vysoká hustota energie, která roztaví a spojí materiál.

Moderní laserové svařovací systémy nabízejí různé typy laserů, včetně vláknových laserů, CO₂ laserů a diodových laserů. Každý typ má specifické výhody a nevýhody, které je třeba zvážit v závislosti na aplikaci. Vláknové lasery jsou například známé svou vysokou kvalitou paprsku a energetickou účinností, zatímco CO₂ lasery nabízejí větší hloubku průniku.

Výhody laserového svařování

1. Přesnost a kvalita

Laserové svařovací stroje umožňují extrémně přesné svary s minimálním zkreslením nebo deformací obrobku. Výsledkem jsou vysoce kvalitní svařované spoje.

2. Rychlost a efektivita

Proces svařování je často rychlejší ve srovnání s konvenčními metodami. Automatizované laserové systémy mohou urychlit výrobní proces a zvýšit efektivitu.

3. Všestrannost

Laserové svařování dokáže spojovat širokou škálu materiálů, včetně různých kovů, plastů a dokonce i smíšených materiálů.

4. Minimální spotřeba materiálu

Protože je laserový paprsek takto zaostřený, taví se pouze omezené množství materiálu, což snižuje jeho spotřebu.

5. Bez přísad

Na rozdíl od některých konvenčních svařovacích procesů laserové svařování obecně nevyžaduje další přísady, což minimalizuje náklady a následné zpracování.

Průmyslové aplikace

1. Automobilový průmysl

Laserové svařovací stroje se používají v automobilovém průmyslu k výrobě dílů karoserie, rámů sedadel, výfukových systémů a dalších. Vysoce přesné svary přispívají k bezpečnosti a dlouhé životnosti vozidel.

2. Letectví a kosmonautika

V leteckém průmyslu má hmotnost součástí zásadní význam. Laserové svařovací stroje nabízejí lehké, ale pevné spoje pro konstrukční prvky letadel a kosmických lodí.

3. Elektronický průmysl

Miniaturizace elektronických součástek vyžaduje přesné a spolehlivé techniky spojování. Systémy laserového svařování umožňují výrobu drobných spojů v elektronických součástkách.

4. Lékařská technologie

V lékařské technice se laserové svařovací stroje používají k výrobě implantátů, lékařských nástrojů a zařízení, kde je hygiena a přesnost nanejvýš důležitá.

Novinky a aktuální vývoj

1. Aditivní výroba (3D tisk) a laserové svařování

Integrace technologií laserového svařování do procesu 3D tisku otevřela nové možnosti. To umožňuje výrobu složitých součástí s vysoce pevnými svařovanými spoji.

2. Kolaborativní robotika

Automatizace a robotika: Pokroky v robotice vedly ke vzniku kolaborativních systémů laserového svařování, kde roboti a lidští pracovníci mohou bezpečně spolupracovat. Tato flexibilita umožňuje efektivnější výrobu a činí systémy vhodnými pro použití v malých a středních podnicích.

3. Vláknové lasery s vyšším výkonem

Vývoj výkonnějších vláknových laserů dále zvýšil rychlost svařování a umožnil zpracování silnějších materiálů.

4. Kontrola kvality přímo na lince

Moderní laserové svařovací systémy jsou často vybaveny inline kontrolami kvality, které monitorují svary v reálném čase a dokáží detekovat případné vady, čímž zvyšují kvalitu výroby.

5. Inovativní materiály

Pokroky v materiálové vědě a technologii umožnily vývoj nových materiálů speciálně optimalizovaných pro určité spojovací procesy. Tyto materiály nabízejí vylepšenou pevnost, flexibilitu a odolnost vůči vlivům prostředí.

6. Lehká konstrukce a hybridní konstrukce

Lehké konstrukce jsou důležité v mnoha průmyslových odvětvích pro snižování hmotnosti výrobků a zlepšení energetické účinnosti. Hybridní procesy, které kombinují různé techniky spojování, nabízejí rozmanité možnosti pro inovativní koncepty lehkých konstrukcí.

výhled

Laserové svařovací stroje a systémy způsobily revoluci v technologii spojování a nabízejí širokou škálu výhod, pokud jde o přesnost, rychlost, všestrannost a kvalitu. Díky neustálému výzkumu a inovacím se očekává, že se tyto technologie budou dále vyvíjet, dobyjí ještě více odvětví a zlepší průmyslovou výrobu.

Technologie spojování hraje klíčovou roli v moderním výrobním průmyslu a svařování a řezání jsou dva z nejdůležitějších procesů v této oblasti. Přesnost a kvalita těchto technik jsou nezbytné pro výrobu vysoce kvalitních produktů v různých odvětvích, jako je automobilový průmysl, letecký průmysl, stavba lodí, strojírenství a mnoho dalších. V tomto textu se budeme podrobněji zabývat technologiemi svařování a řezání a zdůrazníme jejich význam a současný vývoj.

Svařování: Vytváření spojů, které vydrží

Důležitost svařování

Svařování je proces, při kterém jsou dva nebo více obrobků trvale spojeny svarovým švem. Je to jedna z nejstarších spojovacích technik a v průběhu času se značně vyvinula. Svařování se používá v široké škále průmyslových odvětví k výrobě složitých konstrukcí a součástí, které musí odolávat vysokému zatížení.

Svařovací procesy a jejich vlastnosti

• Obloukové svařování: Obloukové svařování je jedním z nejčastěji používaných svařovacích procesů. Mezi elektrodou a obrobkem se generuje elektrický oblouk, který roztaví materiál a vytvoří spoj. Existují různé podkategorie, jako například svařování kovem v aktivním plynu (MAG) a svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu (TIG).
• Laserové svařování: Laserové svařování je známé svou výjimečnou přesností a kvalitou. Využívá vysokoenergetické laserové paprsky ke spojování materiálů. Malá tepelně ovlivněná zóna minimalizuje deformaci a umožňuje jeho použití na choulostivých obrobcích.
• Svařování elektronovým paprskem: Při svařování elektronovým paprskem je na obrobek vysílán zaostřený paprsek elektronů, který materiál taví a svařuje. Tento proces se používá pro materiály s vysokou hustotou a ve vakuu.

Řezání: přesné tvarování pro efektivní výrobu

Důležitost řezání

Řezání je zásadním krokem ve výrobě, při kterém se suroviny upravují do požadovaného tvaru a velikosti. Přesné řezy jsou klíčové pro výrobu dílů a součástí s přesnými tolerancemi.

Technologie řezání a jejich vlastnosti

• Řezání laserovým paprskem: Řezání laserovým paprskem je známé svou vysokou přesností a rychlostí. Na materiál je namířen laserový paprsek s vysokou energií, který způsobí jeho roztavení nebo odpaření. To umožňuje řezání tenkých i silných materiálů s velkou přesností.
• Plazmové řezání: Plazmové řezání se používá hlavně k řezání kovů. Plazmový paprsek, generovaný ionizovaným plynem, taví materiál, což umožňuje řezání silnějších plechů.
• Řezání vodou: Řezání vodou využívá jemný proud vody smíchaný s abrazivními částicemi k řezání materiálů. Tato metoda je ideální pro měkké materiály nebo ty, které by mohly být poškozeny vysokými teplotami.

Novinky a aktuální vývoj

Průmysl 4.0 a automatizace

Technologie spojování těžila z pokroku v automatizaci a Průmyslu 4.0. Robotické svařovací a řezací systémy se stále častěji používají ke zvýšení produktivity a zefektivnění výrobních procesů.

Umělá inteligence a strojové učení

Integrace umělé inteligence do svařovacích a řezacích systémů umožňuje lepší řízení procesů a detekci chyb. Technologie dokáže automaticky upravovat parametry pro dosažení optimálních výsledků a minimalizaci zmetkovitosti.

Materiální inovace

Pokroky v materiálové vědě a technologii vedly k vývoji nových materiálů speciálně optimalizovaných pro svařování a řezání. Tyto materiály nabízejí vylepšenou pevnost, odolnost proti korozi a další vlastnosti důležité pro specifické aplikace.

Hybridní systémy

Kombinace různých technologií spojování a řezání umožňuje využít výhod více procesů a splnit specifické požadavky. Hybridní svařovací a řezací systémy se v průmyslu stále častěji používají.

Dva pilíře spojovací technologie

Svařování a řezání jsou dva základní pilíře spojovací technologie a hrají klíčovou roli v moderním výrobním průmyslu. Přesnost a kvalita těchto procesů jsou nezbytné pro výrobu vysoce kvalitních produktů. Díky neustálému výzkumu a inovacím se očekává, že se technologie svařování a řezání budou dále zlepšovat, aby splňovaly rostoucí požadavky průmyslu a otevíraly nové výrobní možnosti.

Technologie spojování je důležitou oblastí ve výrobě a zabývá se spojováním obrobků za účelem výroby hotových výrobků. Pro trvalé nebo dočasné spojení obrobků se používají různé metody v závislosti na požadavcích konkrétní aplikace. Kvalita a spolehlivost technologie spojování jsou klíčové pro výkon a funkčnost konečného produktu. V tomto textu se podíváme na základy technologie spojování a uvedeme několik příkladů různých procesů spojování.

Typy spojovací technologie

Existuje řada způsobů spojování, které lze zvolit v závislosti na materiálech, použití a specifických požadavcích. Zde jsou některé z nejběžnějších typů spojovacích technik:

• Svařování: Svařování je jedním z nejstarších a nejpoužívanějších spojovacích procesů. Zahrnuje různé techniky, jako je obloukové svařování, laserové svařování, svařování elektronovým paprskem a další. Při svařování jsou obrobky trvale spojeny svarovým švem, přičemž materiál se v místě spoje taví.
• Pájení: Pájení je proces, při kterém se na spojované obrobky nanáší pájka. Po zahřátí se pájka roztaví a spojí obrobky. Na rozdíl od svařování pájení neroztavuje základní materiál.
• Lepení: Při lepení jsou obrobky spojeny vrstvou lepidla. Lepení je vhodné zejména pro materiály, které se obtížně svařují nebo jsou citlivé na vysoké teploty.
• Nýtování: Při nýtování se nýty nebo kolíky zasouvají skrz spojované obrobky a poté se na koncích deformují nebo svařují. Tím se vytvoří trvalé spojení.
• Mechanické spoje: Mechanické spoje zahrnují techniky jako šroubování, upínání nebo lisování. Tyto metody nevyžadují trvalé změny materiálu a umožňují nedestruktivní demontáž.

Příklady použití spojovací technologie

• Automobilový průmysl: Technologie spojování hraje ústřední roli ve výrobě vozidel v automobilovém průmyslu. Svařování se používá pro montáž karoserií, zatímco lepení se používá při zasklení vozidel nebo u kompozitních materiálů.
• Letectví a kosmonautika: V leteckém průmyslu jsou vyžadovány vysoce pevné a spolehlivé spoje. Svařování a lepení se zde používá pro konstrukční díly, motory a součásti letadel.
• Elektronický průmysl: Pájení se v elektronickém průmyslu používá k výrobě desek plošných spojů a elektronických součástek. Lepení se používá při montáži displejů, dotykových obrazovek a krytů.
• Lékařská technologie: V lékařské technice se k výrobě zdravotnických prostředků, implantátů a protéz používají lepidla a svařovací procesy. Přesné a spolehlivé spoje jsou v této oblasti nanejvýš důležité.
• Stavba lodí: V lodním stavitelství se svařovací techniky používají k výrobě lodních trupů a součástí, zatímco nýtování se tradičně používá ke spojování plechů a plechů.

 

Společnost ALPHA LASER, přední poskytovatel laserových svařovacích řešení, představí na veletrhu Welding and Cutting v Essenu (11.–15. září 2023) Tento systém je speciálně navržen pro svařování velkých a jemných součástí, kde konvenční svařovací metody dosahují svých limitů. Vysoce výkonné systémy umožňují svařovací úkoly, které byly dříve možné pouze svařováním TIG a MIG, ale s výhodami laserového svařování.

Výhody laserového svařovacího systému ALPHA LASER 1200 W

• Díky nízkému tepelnému příkonu do materiálu již není nutný předehřívání, což šetří čas a náklady.
• Minimální deformace a praskání, což umožňuje svařovat kritické a citlivé kovy bez praskání.
• Flexibilní svařování: Systémy umožňují pulzní i kontinuální svařování v závislosti na aplikaci.

Oblasti použití laserových svařovacích systémů s výkonem 1200 W

Výkonné laserové svařovací systémy s výkonem 1200 W jsou ideální pro různé aplikace, včetně:

• oprava hřídele
• Svařování tvrdých návarů drátem a práškem
• Opravy odlitků ve vodních elektrárnách
• Svařování velkých a citlivých součástí, kde je svařování TIG problematické
• Tyto systémy dokáží tavit dráty o průměru 1,6 mm.

Možnosti rozšíření a automatizace

Systémy ALPHA LASER 1200 W nabízejí řadu možností rozšíření, jako jsou rotační osy, vysoce výkonné rotační osy a naklápěcí a otočné čočky pro rychlé polohování laserového paprsku. Software Mabotic se sadou skeneru umožňuje skenování, programování a svařování složitých geometrií součástí, což umožňuje automatizaci svařovacích úkolů.

Inovativní systémy

Uvedení vysoce výkonných laserových svařovacích systémů ALPHA LASER 1200 W představuje významný krok vpřed v technologii svařování jemných součástí. Tyto inovativní systémy umožňují přesné a efektivní provádění náročných svařovacích úkolů a zároveň se vyhýbají nevýhodám konvenčních svařovacích procesů.

Pro více informací o laserových svařovacích systémech ALPHA LASER a jejich možnostech použití navštivte náš stánek 5C10 nebo www.alphalaser.eu

 

Zdroj: Tisková zpráva ze dne 31. července 2023

Svařování TIG (svařování wolframovou elektrodou v ochranné atmosféře) je proces obloukového svařování, který k vytvoření svaru používá netavitelnou wolframovou elektrodu. Je klasifikován jako proces svařování v ochranné atmosféře plynu, protože se během svařování používá inertní plyn, obvykle argon nebo helium, který chrání roztavený kov před reakcí s kyslíkem a dusíkem ve vzduchu.

Proces svařování TIG

• Příprava: Svařované obrobky se nejprve očistí a přesně umístí do správné polohy. Pečlivě se určí svarový šev a poloha elektrody.
• Nastavení svářecího stroje: Svářecí stroj se nastaví podle požadavků. Nastaví se svařovací proud, průtok plynu a další parametry.
• Wolframová elektroda a plyn: Netavitelná wolframová elektroda se vkládá do svařovací pistole. Inertní plyn je přiváděn k ochraně svařované oblasti před oxidací a nečistotami.
• Proces svařování: Svářeč zahájí oblouk přiblížením wolframové elektrody k obrobku a jejím následným oddálením. Oblouk se vytvoří a materiál se roztaví.
• Přídavný materiál: Pokud je potřeba další svařovací materiál, ručně se přidává do svařovací zóny. Přidávání přídavného materiálu lze přesně regulovat a v některých případech není nutné, v závislosti na svařovacím úkolu.
• Svar: Wolframová elektroda a tavná lázeň vytvářejí svar. Kvalita svaru závisí na rychlosti svařování, svařovacím proudu a přesnosti svářeče.

Charakteristiky TIG svařování

• Svařování TIG umožňuje extrémně přesné a čisté svary.
• Protože se wolframová elektroda netaví, není začleněna do svaru a nepřispívá ke svařovanému materiálu.
• Použití inertního plynu jako ochranné vrstvy vytváří čistou svařovací zónu s minimálním rizikem kontaminace.
• Tento proces lze použít na různé kovy, jako je hliník, nerezová ocel, měď a nikl.
• Vzhledem ke svým požadavkům na přesnost a kontrolu vyžaduje svařování TIG od svářeče určitou úroveň zkušeností a dovedností.

Aplikace TIG svařování

Svařování TIG se používá v mnoha průmyslových odvětvích, zejména tam, kde je vyžadována vysoká kvalita svaru. Mezi příklady aplikací patří:

• Výroba součástí letadel a kosmických lodí, kde jsou vyžadovány vysoce pevné a spolehlivé svary.
• Potravinářský a farmaceutický průmysl, kde jsou čisté a nekontaminované svary nezbytné pro hygienu a bezpečnost.
• Výroba nerezových nádrží a potrubí, kde jsou vyžadovány přesné a těsné svary.
• Umělecké zámečnictví a zpracování kovů, kde jsou z estetických a dekorativních důvodů vyžadovány přesné svary.

Přesnost a všestrannost

Svařování TIG je díky své přesnosti a všestrannosti široce používaný svařovací proces, který se používá v mnoha náročných aplikacích. Umožňuje vysoce kvalitní a odolné svary a je ceněn zkušenými svářeči v různých odvětvích.