Spawarka laserowa i system spawania laserowego: Wydajna technologia łączenia i rozwiązania w zakresie spawania laserowego dla przemysłu (spawanie TIG)

Technologia laserowa poczyniła niesamowite postępy w ciągu ostatnich kilku dekad, umożliwiając szeroki zakres zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Szczególnie spawanie laserowe zyskało miano jednej z najbardziej wydajnych i precyzyjnych metod w technologii łączenia. Spawarki laserowe i systemy spawania laserowego odgrywają kluczową rolę w wytwarzaniu produktów w takich branżach jak motoryzacja, lotnictwo, elektronika, technologia medyczna i wiele innych.

Funkcjonalność i technologia

Spawarki laserowe wykorzystują wysokoenergetyczne wiązki laserowe do łączenia metali, tworzyw sztucznych i innych materiałów. Proces polega na precyzyjnym skupieniu światła lasera, które jest skupiane na spawanych elementach. Tworzy to niezwykle wysoką gęstość energii, która topi i wiąże materiał.

Nowoczesne systemy spawania laserowego oferują różne rodzaje laserów, w tym lasery światłowodowe, lasery CO₂ i lasery diodowe. Każdy typ ma specyficzne zalety i wady, które należy wziąć pod uwagę w zależności od przypadku użycia. Na przykład lasery światłowodowe są znane z wysokiej jakości wiązki i efektywności energetycznej, podczas gdy lasery CO₂ oferują większą głębokość penetracji.

Zalety spawania laserowego

1. Precyzja i jakość

Spawarki laserowe umożliwiają niezwykle precyzyjne spoiny przy minimalnych odkształceniach lub deformacjach obrabianego przedmiotu. Prowadzi to do wysokiej jakości połączeń spawanych.

2. Szybkość i wydajność

Proces spawania jest często szybszy w porównaniu do metod tradycyjnych. Zautomatyzowane systemy laserowe mogą przyspieszyć proces produkcyjny i zwiększyć wydajność.

3. Wszechstronność

Spawanie laserowe pozwala łączyć ze sobą różne materiały, w tym różne metale, tworzywa sztuczne, a nawet związki mieszane.

4. Minimalne zużycie materiału

Ponieważ wiązka lasera jest tak skupiona, topi się tylko ograniczona ilość materiału, co zmniejsza jego zużycie.

5. Żadnych dodatków

W przeciwieństwie do niektórych tradycyjnych procesów spawania, spawanie laserowe zazwyczaj nie wymaga dodatkowych wypełniaczy, co minimalizuje koszty i obróbkę końcową.

Zastosowania w przemyśle

1. Przemysł motoryzacyjny

W produkcji samochodów spawarki laserowe są wykorzystywane do produkcji części nadwozia, ram siedzeń, układów wydechowych i nie tylko. Precyzyjne połączenia spawane przyczyniają się do bezpieczeństwa i trwałości pojazdów.

2. Lotnictwo

W przemyśle lotniczym waga komponentu ma kluczowe znaczenie. Spawarki laserowe zapewniają lekkie, ale mocne połączenia elementów konstrukcyjnych samolotów i statków kosmicznych.

3. Przemysł elektroniczny

Miniaturyzacja komponentów elektronicznych wymaga precyzyjnych i niezawodnych technik łączenia. Systemy spawania laserowego umożliwiają tworzenie drobnych połączeń w elementach elektronicznych.

4. Technologia medyczna

W technice medycznej spawarki laserowe wykorzystywane są do produkcji implantów, instrumentów i wyrobów medycznych, gdzie najważniejsza jest higiena i precyzja.

Nowości i aktualne wydarzenia

1. Wytwarzanie przyrostowe (druk 3D) i spawanie laserowe

Integracja technologii spawania laserowego z procesem druku 3D otworzyła nowe możliwości. Umożliwia to produkcję skomplikowanych komponentów z połączeniami spawanymi o dużej wytrzymałości.

2. Robotyka współpracująca

Automatyka i robotyka: Postęp w robotyce doprowadził do powstania współpracujących systemów spawania laserowego, w których roboty i pracownicy mogą bezpiecznie współpracować. Taka elastyczność umożliwia bardziej efektywną produkcję i zastosowanie w małych i średnich przedsiębiorstwach.

3. Laser światłowodowy o większej mocy

Rozwój laserów światłowodowych o większej mocy spowodował dalsze zwiększenie prędkości spawania i umożliwił obróbkę grubszych materiałów.

4. Inline kontrola jakości

Nowoczesne systemy spawania laserowego są często wyposażone w inline kontroli jakości, które mogą monitorować spoiny w czasie rzeczywistym i wykrywać możliwe wady, podnosząc jakość produkcji.

5. Innowacyjne materiały

Postępy w materiałoznawstwie i technologii umożliwiły opracowanie nowych materiałów, które są specjalnie zoptymalizowane pod kątem określonych procesów łączenia. Materiały te zapewniają zwiększoną wytrzymałość, elastyczność i odporność na wpływy środowiska.

6. Lekka konstrukcja i konstrukcja hybrydowa

Lekkie konstrukcje są ważne w wielu gałęziach przemysłu ze względu na zmniejszenie masy produktów i poprawę efektywności energetycznej. Procesy hybrydowe, w których łączone są różne techniki łączenia, oferują szeroki zakres możliwości innowacyjnych koncepcji konstrukcji lekkich.

perspektywy

Spawarki laserowe i systemy spawania laserowego zrewolucjonizowały technologię łączenia i oferują szeroką gamę korzyści w zakresie precyzji, szybkości, wszechstronności i jakości. Oczekuje się, że dzięki ciągłym badaniom i innowacjom technologie te będą ewoluować, aby podbić jeszcze więcej gałęzi przemysłu i usprawnić produkcję przemysłową.

Technologia łączenia odgrywa kluczową rolę we współczesnym przemyśle produkcyjnym, a spawanie i cięcie to dwa z najważniejszych procesów w tym obszarze. Precyzja i jakość tych technik ma kluczowe znaczenie przy wytwarzaniu wysokiej jakości produktów w różnych gałęziach przemysłu, takich jak motoryzacja, lotnictwo, przemysł stoczniowy, budowa maszyn i wielu innych. W tym tekście przyjrzymy się bliżej technologiom spawania i cięcia, zbadamy ich znaczenie i aktualny rozwój.

Spawanie: tworzenie trwałych połączeń

Znaczenie spawania

Spawanie to proces, w którym dwa lub więcej elementów jest trwale łączonych ze sobą za pomocą spoiny. Jest to jedna z najstarszych technik łączenia, która z biegiem czasu znacznie ewoluowała. Spawanie jest stosowane w różnych gałęziach przemysłu do wytwarzania skomplikowanych konstrukcji i komponentów, które muszą wytrzymywać duże obciążenia.

Procesy spawalnicze i ich cechy

• Spawanie łukowe: Spawanie łukowe jest jednym z najczęściej stosowanych procesów spawalniczych. Tutaj pomiędzy elektrodą a przedmiotem obrabianym powstaje łuk, który topi materiał i tworzy wiązanie. Istnieją różne podkategorie, takie jak spawanie metalami w gazie aktywnym (MAG) i spawanie wolframem w gazie obojętnym (TIG).
• Spawanie laserowe: Spawanie laserowe znane jest z wyjątkowej precyzji i jakości. Wykorzystuje wysokoenergetyczne wiązki laserowe do łączenia materiałów ze sobą. Strefa niskiego wpływu ciepła minimalizuje odkształcenia i umożliwia stosowanie na wrażliwych przedmiotach.
• Spawanie wiązką elektronów: Spawanie wiązką elektronów polega na świeceniu skupionej wiązki elektronów na obrabiany przedmiot, topieniu i spawaniu materiału. Proces ten stosowany jest w przypadku materiałów o dużej gęstości i w próżni.

Cięcie: precyzyjne kształtowanie zapewniające wydajną produkcję

Znaczenie cięcia

Cięcie jest niezbędnym etapem produkcji, mającym na celu nadanie surowcom pożądanego kształtu i rozmiaru. Precyzyjne cięcia mają kluczowe znaczenie przy produkcji części i komponentów o wąskich tolerancjach.

Technologie cięcia i ich właściwości

• Cięcie wiązką lasera: Cięcie wiązką lasera znane jest z wysokiej precyzji i szybkości. Na materiał kierowana jest wiązka lasera o wysokiej energii, powodując jego stopienie lub odparowanie. Pozwala to na cięcie cienkich i grubych materiałów z dużą dokładnością.
• Cięcie plazmowe: Cięcie plazmowe stosowane jest głównie do cięcia metali. Strumień plazmy wytwarzany przez zjonizowany gaz topi materiał, umożliwiając cięcie grubszych arkuszy.
• Cięcie wodą: Cięcie wodą wykorzystuje cienki strumień wody z cząstkami ściernymi do cięcia materiałów. Metoda ta jest idealna do materiałów miękkich lub takich, które mogłyby zostać uszkodzone przez wysokie temperatury.

Nowości i aktualne wydarzenia

Przemysł 4.0 i automatyzacja

Technologia łączenia skorzystała z postępu w automatyzacji i Przemysłu 4.0. W celu zwiększenia produktywności i usprawnienia procesów produkcyjnych coraz częściej stosuje się zrobotyzowane systemy spawania i cięcia.

Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe

Integracja sztucznej inteligencji z systemami spawania i cięcia umożliwia lepszą kontrolę procesu i wykrywanie błędów. Technologia może automatycznie dostosowywać parametry, aby osiągnąć optymalne wyniki i zminimalizować straty.

Innowacje materiałowe

Postępy w materiałoznawstwie i technologiach doprowadziły do ​​powstania nowych materiałów zoptymalizowanych specjalnie pod kątem spawania i cięcia. Materiały te zapewniają zwiększoną wytrzymałość, odporność na korozję i inne właściwości ważne dla konkretnych zastosowań.

Systemy hybrydowe

Połączenie różnych technologii łączenia i cięcia umożliwia wykorzystanie wielu procesów i spełnienie określonych wymagań. Hybrydowe systemy spawania i cięcia są coraz częściej stosowane w przemyśle.

Dwa filary technologii łączenia

Spawanie i cięcie to dwa podstawowe filary technologii łączenia i odgrywają kluczową rolę w nowoczesnym przemyśle wytwórczym. Precyzja i jakość tych procesów są niezbędne do wytwarzania produktów wysokiej jakości. Oczekuje się, że dzięki ciągłym badaniom i innowacjom technologie spawania i cięcia będą nadal udoskonalane, aby sprostać rosnącym wymaganiom branży i otworzyć nowe możliwości w produkcji.

Technologia łączenia jest ważnym obszarem w produkcji i dotyczy łączenia elementów w celu wytworzenia gotowego produktu. Do trwałego lub tymczasowego łączenia elementów stosuje się różne metody, w zależności od wymagań danego zastosowania. Jakość i niezawodność technologii łączenia mają kluczowe znaczenie dla wydajności i funkcjonalności produktu końcowego. W tym tekście przyjrzymy się podstawom technologii łączenia i podamy kilka przykładów różnych procesów łączenia.

Rodzaje technologii łączenia

Istnieje wiele procesów łączenia, które można wybrać w zależności od materiałów, zastosowań i specyficznych wymagań. Oto niektóre z najpopularniejszych technik łączenia:

• Spawanie: Spawanie jest jednym z najstarszych i najczęściej stosowanych procesów łączenia. Obejmuje różne techniki, takie jak spawanie łukowe, spawanie laserowe, spawanie wiązką elektronów i inne. Spawanie polega na trwałym łączeniu elementów ze sobą za pomocą spoiny, topienia materiału na złączu.
• Lutowanie: Lutowanie to proces, podczas którego na łączone elementy nakłada się lut. Podgrzanie lutu powoduje jego stopienie i połączenie elementów obrabianych. W przeciwieństwie do spawania, lutowanie nie topi materiału podstawowego.
• Klejenie: Podczas klejenia elementy są łączone ze sobą za pomocą warstwy kleju. Klejenie nadaje się szczególnie do materiałów trudnych do spawania lub wrażliwych na wysokie temperatury.
• Nitowanie: Podczas nitowania nity lub kołki są wkładane przez łączone elementy, a następnie odkształcane lub spawane na końcach. Tworzy to trwałe połączenie.
• Połączenia mechaniczne: Połączenia mechaniczne obejmują techniki takie jak skręcanie, zaciskanie lub wciskanie. Metody te nie wymagają trwałych zmian w materiale i umożliwiają nieniszczący demontaż.

Przykłady zastosowania technologii łączenia

• Przemysł motoryzacyjny: W przemyśle motoryzacyjnym technologia łączenia odgrywa kluczową rolę w produkcji pojazdów. Spawanie stosuje się przy montażu nadwozia, natomiast klejenie przy szybach pojazdów lub materiałach kompozytowych.
• Przemysł lotniczy: Przemysł lotniczy wymaga połączeń o wysokiej wytrzymałości i niezawodności. Spawanie i klejenie stosuje się tutaj w przypadku części konstrukcyjnych, silników i podzespołów samolotów.
• Przemysł elektroniczny: W przemyśle elektronicznym procesy lutowania wykorzystywane są do produkcji płytek drukowanych i komponentów elektronicznych. Klejenie stosuje się przy montażu wyświetlaczy, ekranów dotykowych i obudów.
• Technologia medyczna: Technologia medyczna wykorzystuje kleje i procesy spawania do produkcji wyrobów medycznych, implantów i protez. Precyzyjne i niezawodne połączenie ma tutaj ogromne znaczenie.
• Przemysł stoczniowy: W przemyśle stoczniowym do tworzenia kadłubów i komponentów statków wykorzystuje się techniki spawania, podczas gdy do łączenia płyt i arkuszy tradycyjnie stosowano nitowanie.

ALPHA LASER, wiodący dostawca rozwiązań w zakresie spawania laserowego, prezentuje swój najnowszy system spawania laserowego o mocy 1200 W podczas targów Welding and Cutting w Essen (11–15 września 2023 r.) , który został opracowany specjalnie do spawania dużych i wrażliwych elementów gdzie konwencjonalne spawanie osiąga swoje granice. Wydajne systemy umożliwiają wykonywanie zadań spawalniczych, które wcześniej były możliwe tylko w obszarach TIG/TIG i MIG, ale z zaletami spawania laserowego.

Zalety systemu spawania laserowego ALPHA LASER 1200 W

• Ze względu na niski poziom ciepła wprowadzanego do materiału, podgrzewanie wstępne nie jest już konieczne, co oszczędza czas i koszty.
• Minimalne odkształcenia i pęknięcia, umożliwiają spawanie krytycznych i delikatnych metali bez pękania.
• Elastyczne spawanie: systemy umożliwiają spawanie pulsacyjne i ciągłe, w zależności od zastosowania.

Obszary zastosowań systemów spawania laserowego o mocy 1200 W

Wydajne systemy spawania laserowego o mocy 1200 W idealnie nadają się do różnych zastosowań, w tym:

• Naprawa wału
• Twarde napawanie drutem i proszkiem
• Remonty odlewów w elektrowniach wodnych
• Spawanie dużych i wrażliwych elementów, gdzie spawanie TIG jest problematyczne
• Za pomocą tych systemów można topić druty o średnicy 1,6 mm.

Możliwości rozbudowy i automatyzacji

Systemy ALPHA LASER 1200 W oferują liczne możliwości rozbudowy, takie jak osie obrotowe, osie obrotowe o dużej wytrzymałości i soczewki uchylno-obrotowe do szybkiego pozycjonowania wiązki laserowej. Oprogramowanie Mabotic z zestawem skanera umożliwia skanowanie, programowanie i spawanie złożonych geometrii komponentów, umożliwiając automatyzację zadań spawalniczych.

Innowacyjne systemy

Wprowadzenie wydajnych systemów spawania laserowego ALPHA LASER 1200 W stanowi ważny krok w technologii spawania wrażliwych komponentów. Dzięki tym innowacyjnym systemom wymagające zadania spawalnicze można wykonywać precyzyjnie i wydajnie, unikając jednocześnie wad konwencjonalnych procesów spawalniczych.

Więcej informacji na temat systemów spawania laserowego ALPHA LASER i ich możliwych zastosowań można znaleźć na naszym stoisku wystawowym 5C10 lub na stronie www.alphalaser.eu

Źródło: komunikat prasowy z 31 i 23 lipca

Spawanie TIG (spawanie wolframowe w gazie obojętnym) to proces spawania łukowego, w którym do wykonania spoiny wykorzystuje się nietopliwą elektrodę wolframową. Jest to jeden z procesów spawania w gazie obojętnym, ponieważ podczas procesu spawania stosuje się gaz obojętny, zwykle argon lub hel, aby chronić stopiony metal przed reakcją z tlenem i azotem z powietrza.

Proces spawania TIG

• Przygotowanie: Elementy do spawania są najpierw czyszczone i precyzyjnie pozycjonowane. Szew spawalniczy i położenie elektrody są dokładnie określane.
• Budowa zgrzewarki: Zgrzewarka jest dostosowana do wymagań. Regulowany jest prąd spawania, natężenie przepływu gazu i inne parametry.
• Elektroda wolframowa i gaz: Nietopliwą elektrodę wolframową wkłada się do uchwytu spawalniczego. Gaz obojętny dostarczany jest w celu ochrony strefy spawania przed utlenianiem i zanieczyszczeniem.
• Proces spawania: Spawacz zajarza łuk poprzez zbliżenie elektrody wolframowej do przedmiotu obrabianego, a następnie jej ponowne zdjęcie. Tworzy się łuk, a materiał topi się.
• Materiał dodatkowy: Jeśli potrzebny jest dodatkowy materiał spawalniczy, wprowadza się go ręcznie do strefy zgrzewania. Dodatek materiału dodatkowego można precyzyjnie kontrolować, a w niektórych przypadkach nie jest on konieczny, w zależności od zadania spawalniczego.
• Spoina: Elektroda wolframowa i jeziorko spawalnicze tworzą spoinę. Jakość spoiny zależy od prędkości spawania, prądu spawania i precyzji spawacza.

Cechy spawania TIG

• Spawanie TIG umożliwia niezwykle precyzyjne i czyste spoiny.
• Ponieważ elektroda wolframowa nie topi się, nie jest wbudowywana w spoinę i nie wchodzi w skład materiału spoiny.
• Zastosowanie gazu obojętnego jako ochrony tworzy czystą strefę spawu przy minimalnym ryzyku zanieczyszczenia.
• Proces ten można stosować w przypadku różnych metali, takich jak aluminium, stal nierdzewna, miedź i nikiel.
• Spawanie TIG ze względu na swoją precyzję i kontrolę wymaga od spawacza pewnego poziomu doświadczenia i umiejętności.

Zastosowania spawania TIG

Spawanie TIG znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu, szczególnie tam, gdzie stawiane są wysokie wymagania dotyczące jakości spawania. Przykładowe zastosowania to:

• Produkcja części samolotów i statków kosmicznych, gdzie wymagana jest wysoka wytrzymałość i niezawodne spoiny.
• Przemysł spożywczy i farmaceutyczny, gdzie czyste i niezanieczyszczone spoiny są niezbędne dla higieny i bezpieczeństwa.
• Produkcja zbiorników i rurociągów ze stali nierdzewnej, gdzie wymagane są precyzyjne i szczelne spawy.
• Kowalstwo i obróbka metali, gdzie ze względów estetycznych i dekoracyjnych wymagane są precyzyjne spawy.

Precyzja i wszechstronność

Spawanie TIG ze względu na swoją precyzję i wszechstronność jest szeroko stosowanym procesem spawalniczym, mającym zastosowanie w wielu wymagających zastosowaniach. Umożliwia uzyskanie wysokiej jakości i trwałości spoin i jest ceniony przez doświadczonych spawaczy w różnych gałęziach przemysłu.