Lasersvetsmaskin och lasersvetsningssystem: Effektiv anslutning av teknik och lasersvetsningslösningar för industrin (Wig Welding)

Lasertekniken har gjort anmärkningsvärda framsteg under de senaste decennierna, vilket möjliggjort en mängd tillämpningar inom olika branscher. Lasersvetsning har i synnerhet etablerat sig som en av de mest effektiva och exakta sammanfogningsmetoderna. Lasersvetsmaskiner och system spelar en avgörande roll i produktionen av varor inom sektorer som fordonsindustrin, flyg- och rymdindustrin, elektronik, medicinteknik och många fler.

Funktion och teknik

Lasersvetsmaskiner använder högenergilaserstrålar för att sammanfoga metaller, plaster eller andra material. Processen baseras på den exakta koncentrationen av laserljus, som fokuseras på de delar som ska svetsas. Detta genererar en extremt hög energitäthet som smälter och binder materialet.

Moderna lasersvetssystem erbjuder olika typer av lasrar, inklusive fiberlasrar, CO₂-lasrar och diodlasrar. Varje typ har specifika fördelar och nackdelar som måste beaktas beroende på tillämpningen. Fiberlasrar är till exempel kända för sin höga strålkvalitet och energieffektivitet, medan CO₂-lasrar erbjuder större penetrationsdjup.

Fördelar med lasersvetsning

1. Precision och kvalitet

Lasersvetsmaskiner möjliggör extremt precisa svetsar med minimal distorsion eller deformation av arbetsstycket. Detta resulterar i högkvalitativa svetsfogar.

2. Hastighet och effektivitet

Svetsprocessen är ofta snabbare jämfört med konventionella metoder. Automatiserade lasersystem kan accelerera produktionsprocessen och öka effektiviteten.

3. Mångsidighet

Lasersvetsning kan sammanfoga en mängd olika material, inklusive olika metaller, plaster och till och med blandade material.

4. Minimal materialförbrukning

Eftersom laserstrålen är så fokuserad smälts endast en begränsad mängd material, vilket minskar materialförbrukningen.

5. Inga tillsatser

Till skillnad från vissa konventionella svetsprocesser kräver lasersvetsning i allmänhet inga ytterligare fyllnadsmedel, vilket minimerar kostnader och efterbehandling.

Industriella tillämpningar

1. Bilindustrin

Lasersvetsmaskiner används inom fordonstillverkning för produktion av karossdelar, sätesramar, avgassystem med mera. De högprecisionssvetsarna bidrar till fordonens säkerhet och livslängd.

2. Flyg- och rymdindustrin

Inom flygindustrin är komponenternas vikt av avgörande betydelse. Lasersvetsmaskiner erbjuder lätta men starka anslutningar för strukturella element i flygplan och rymdfarkoster.

3. Elektronikindustrin

Miniatyriseringen av elektroniska komponenter kräver exakta och tillförlitliga sammanfogningstekniker. Lasersvetssystem möjliggör produktion av små anslutningar i elektroniska komponenter.

4. Medicinsk teknik

Inom medicinsk teknik används lasersvetsmaskiner för tillverkning av implantat, medicinska instrument och apparater där hygien och precision är av yttersta vikt.

Nyheter och aktuell utveckling

1. Additiv tillverkning (3D-utskrift) och lasersvetsning

Integreringen av lasersvetsningstekniker i 3D-utskriftsprocessen har öppnat upp nya möjligheter. Detta möjliggör produktion av komplexa komponenter med höghållfasta svetsförband.

2. Samarbetsrobotar

Automation och robotik: Framsteg inom robotik har lett till samarbetande lasersvetssystem där robotar och mänskliga arbetare kan arbeta tillsammans på ett säkert sätt. Denna flexibilitet möjliggör effektivare tillverkning och gör systemen lämpliga för användning i små och medelstora företag.

3. Högpresterande fiberlasrar

Utvecklingen av fiberlasrar med högre effekt har ytterligare ökat svetshastigheterna och möjliggjort bearbetning av tjockare material.

4. Inline-kvalitetskontroll

Moderna lasersvetssystem är ofta utrustade med inline-kvalitetskontroller som övervakar svetsarna i realtid och kan upptäcka eventuella defekter, vilket ökar produktionskvaliteten.

5. Innovativa material

Framsteg inom materialvetenskap och -teknik har möjliggjort utvecklingen av nya material som är specifikt optimerade för vissa sammanfogningsprocesser. Dessa material erbjuder förbättrad styrka, flexibilitet och motståndskraft mot miljöpåverkan.

6. Lättviktskonstruktion och hybridkonstruktion

Lätta konstruktioner är viktiga inom många branscher för att minska produktvikt och förbättra energieffektiviteten. Hybridprocesser, som kombinerar olika sammanfogningstekniker, erbjuder olika möjligheter för innovativa lättviktskonstruktionskoncept.

syn

Lasersvetsmaskiner och system har revolutionerat sammanfogningstekniken och erbjuder en mängd fördelar när det gäller precision, hastighet, mångsidighet och kvalitet. Med kontinuerlig forskning och innovation förväntas dessa tekniker utvecklas ytterligare, erövra ännu fler industrier och förbättra industriell tillverkning.

Sammanfogningsteknik spelar en avgörande roll i den moderna tillverkningsindustrin, och svetsning och skärning är två av de viktigaste processerna inom detta område. Precisionen och kvaliteten hos dessa tekniker är avgörande för produktion av högkvalitativa produkter inom olika industrier som fordonsindustrin, flyg- och rymdindustrin, varvsindustrin, maskinteknik och många andra. I den här texten kommer vi att undersöka svets- och skärtekniker mer i detalj och belysa deras betydelse och aktuella utveckling.

Svetsning: Skapar anslutningar som varar

Vikten av svetsning

Svetsning är en process där två eller flera arbetsstycken permanent sammanfogas med en svetsfog. Det är en av de äldsta sammanfogningsteknikerna och har utvecklats avsevärt över tid. Svetsning används inom en mängd olika industrier för att producera komplexa strukturer och komponenter som måste tåla höga belastningar.

Svetsprocesser och deras egenskaper

• Bågsvetsning: Bågsvetsning är en av de mest använda svetsprocesserna. En elektrisk båge genereras mellan en elektrod och arbetsstycket, vilket smälter materialet och skapar en fog. Det finns olika underkategorier som metallaktiv gas (MAG) svetsning och volframinert gas (TIG) svetsning.
• Lasersvetsning: Lasersvetsning är känd för sin exceptionella precision och kvalitet. Den använder högenergiska laserstrålar för att sammanfoga material. Den lilla värmepåverkade zonen minimerar deformation och möjliggör användning på ömtåliga arbetsstycken.
• Elektronstrålesvetsning: Vid elektronstrålesvetsning riktas en fokuserad elektronstråle mot arbetsstycket, vilket smälter och svetsar samman materialet. Denna process används för material med hög densitet och i vakuum.

Skärning: exakt formning för effektiv tillverkning

Vikten av att skära

Skärning är ett viktigt steg i tillverkningen, då det gäller att få råmaterial till önskad form och storlek. Exakta snitt är avgörande för att producera delar och komponenter med snäva toleranser.

Skärtekniker och deras egenskaper

• Laserskärning: Laserskärning är känt för sin höga precision och hastighet. En högenergilaserstråle riktas mot materialet, vilket får det att smälta eller förångas. Detta möjliggör skärning av tunna och tjocka material med stor noggrannhet.
• Plasmaskärning: Plasmaskärning används främst för att skära metaller. En plasmastråle, genererad av joniserad gas, smälter materialet, vilket möjliggör skärning av tjockare plåtar.
• Vattenskärning: Vattenskärning använder en fin vattenstråle blandad med slipande partiklar för att skära material. Denna metod är idealisk för mjuka material eller material som kan skadas av höga temperaturer.

Nyheter och aktuell utveckling

Industri 4.0 och automatisering

Sammanfogningstekniken har gynnats av framsteg inom automatisering och Industri 4.0. Robotbaserade svets- och skärsystem används i allt större utsträckning för att öka produktiviteten och effektivisera tillverkningsprocesser.

Konstgjord intelligens och maskininlärning

Integreringen av artificiell intelligens i svets- och skärsystem möjliggör förbättrad processkontroll och feldetektering. Tekniken kan automatiskt justera parametrar för att uppnå optimala resultat och minimera kassationer.

Materialinnovationer

Framsteg inom materialvetenskap och -teknik har lett till utvecklingen av nya material som är specifikt optimerade för svetsning och skärning. Dessa material erbjuder förbättrad styrka, korrosionsbeständighet och andra egenskaper som är viktiga för specifika tillämpningar.

Hybridsystem

Kombinationen av olika sammanfognings- och skärtekniker gör det möjligt att utnyttja fördelarna med flera processer och möta specifika krav. Hybrida svets- och skärsystem används alltmer inom industrin.

De två pelarna inom sammanfogningsteknik

Svetsning och skärning är två viktiga pelare inom sammanfogningstekniken och spelar en avgörande roll i den moderna tillverkningsindustrin. Precisionen och kvaliteten i dessa processer är oumbärliga för produktion av högkvalitativa produkter. Genom kontinuerlig forskning och innovation förväntas svets- och skärteknikerna förbättras ytterligare för att möta industrins ökande krav och frigöra nya tillverkningsmöjligheter.

Sammanfogningsteknik är ett viktigt område inom tillverkning och handlar om att sammanfoga arbetsstycken för att producera färdiga produkter. Olika metoder används för att sammanfoga arbetsstycken permanent eller tillfälligt, beroende på kraven i den specifika tillämpningen. Sammanfogningsteknikens kvalitet och tillförlitlighet är avgörande för slutproduktens prestanda och funktionalitet. I den här texten kommer vi att titta på grunderna i sammanfogningsteknik och ge några exempel på olika sammanfogningsprocesser.

Typer av sammanfogningsteknik

Det finns en mängd olika sammanfogningsprocesser som kan väljas beroende på material, tillämpningar och specifika krav. Här är några av de vanligaste typerna av sammanfogningstekniker:

• Svetsning: Svetsning är en av de äldsta och mest använda sammanfogningsprocesserna. Den omfattar olika tekniker som bågsvetsning, lasersvetsning, elektronstrålesvetsning med mera. Vid svetsning sammanfogas arbetsstycken permanent med en svetsfog, där materialet smälts vid fogen.
• Lödning: Lödning är en process där ett lod appliceras på arbetsstyckena som ska sammanfogas. När lödningen upphettas smälter den och sammanfogar arbetsstyckena. Till skillnad från svetsning smälter inte lödningen grundmaterialet.
• Limning: Vid limning sammanfogas arbetsstyckena med ett lager lim. Limning är särskilt lämpligt för material som är svåra att svetsa eller känsliga för höga temperaturer.
• Nitning: Vid nitning förs nitar eller stift genom arbetsstyckena som ska sammanfogas och deformeras eller svetsas sedan i ändarna. Detta skapar en permanent förbindning.
• Mekaniska förbindningar: Mekaniska förbindningar inkluderar tekniker som bultning, fastspänning eller presspassningar. Dessa metoder kräver inte permanenta materialändringar och möjliggör icke-förstörande demontering.

Exempel på tillämpning av sammanfogningsteknik

• Fordonsindustrin: Sammanfogningsteknik spelar en central roll inom fordonstillverkning. Svetsning används för karossmontering, medan limning används i fordonsglas eller med kompositmaterial.
• Flygindustrin: Inom flygindustrin krävs höghållfasta och tillförlitliga förbindningar. Svetsning och limning används här för strukturella delar, motorer och flygplanskomponenter.
• Elektronikindustrin: Lödprocesser används inom elektronikindustrin för att tillverka kretskort och elektroniska komponenter. Limning används vid montering av skärmar, pekskärmar och höljen.
• Medicinsk teknik: Inom medicinsk teknik används lim och svetsprocesser för att tillverka medicintekniska produkter, implantat och proteser. Precisa och tillförlitliga anslutningar är av största vikt inom detta område.
• Skeppsbyggnad: Inom skeppsbyggnad används svetstekniker för tillverkning av fartygsskrov och komponenter, medan nitning traditionellt har använts för att sammanfoga plattor och plåtar.

ALPHA LASER, en ledande leverantör av lasersvetslösningar, presenterar sitt senaste 1200 W lasersvetssystem på mässan Svetsning och skärning i Essen (11-15 september 2023). Systemet är speciellt utformat för svetsning av stora och ömtåliga komponenter där konventionella svetsmetoder når sina gränser. De högpresterande systemen möjliggör svetsuppgifter som tidigare endast var möjliga med TIG- och MIG-svetsning, men med fördelarna med lasersvetsning.

Fördelar med ALPHA LASER 1200 W lasersvetssystem

• På grund av den låga värmetillförseln till materialet är förvärmning inte längre nödvändig, vilket sparar tid och kostnader.
• Minimal deformation och sprickbildning, vilket gör det möjligt att svetsa kritiska och känsliga metaller utan sprickbildning.
• Flexibel svetsning: Systemen möjliggör både pulssvetsning och kontinuerlig svetsning beroende på applikation.

Användningsområden för 1200 W lasersvetssystem

De kraftfulla lasersvetssystemen på 1200 W är idealiska för olika tillämpningar, inklusive:

• axelreparation
• Hårdpåsvetsning med tråd och pulver
• Reparationer av gjutgods i vattenkraftverk
• Svetsning av stora och känsliga komponenter där TIG-svetsning är problematiskt
• Dessa system kan smälta trådar med en diameter på 1,6 mm.

Expansionsmöjligheter och automatisering

ALPHA LASER 1200 W-systemen erbjuder många expansionsmöjligheter, såsom roterande axlar, kraftiga roterande axlar och tilt-svivel-linser för snabb laserstrålepositionering. Mabotic-programvaran med skannerkit möjliggör skanning, programmering och svetsning av komplexa komponentgeometrier, vilket möjliggör automatisering av svetsuppgifter.

Innovativa system

Introduktionen av de högpresterande ALPHA LASER 1200 W lasersvetssystemen markerar ett betydande steg framåt inom svetsteknik för ömtåliga komponenter. Dessa innovativa system möjliggör exakt och effektivt utförande av krävande svetsuppgifter, samtidigt som nackdelarna med konventionella svetsprocesser undviks.

För mer information om ALPHA LASER lasersvetssystem och deras tillämpningsmöjligheter, besök vår monter 5C10 eller www.alphalaser.eu

Källa: Pressmeddelande daterat 31 juli 2023

TIG-svetsning (tungsten inert gas welding) är en bågsvetsningsprocess som använder en icke-förbränningsbar volframelektrod för att skapa svetsen. Den klassificeras som en gasskyddad svetsningsprocess eftersom en inert gas, vanligtvis argon eller helium, används under svetsprocessen för att skydda den smälta metallen från att reagera med syre och kväve i luften.

TIG-svetsningsprocess

• Förberedelse: Arbetsstyckena som ska svetsas rengörs först och positioneras exakt. Svetsfogen och elektrodpositionen bestäms noggrant.
• Inställning av svetsmaskinen: Svetsmaskinen ställs in enligt kraven. Svetsströmmen, gasflödeshastigheten och andra parametrar justeras.
• Volframelektrod och gas: Den icke-smältbara volframelektroden sätts in i svetspistolen. Den inerta gasen tillförs för att skydda svetsområdet från oxidation och föroreningar.
• Svetsprocess: Svetsaren startar ljusbågen genom att föra volframelektroden nära arbetsstycket och sedan ta bort den. Ljusbågen skapas och materialet smälts.
• Tillsatsmaterial: Om ytterligare svetsmaterial behövs, tillförs det manuellt i svetszonen. Tillsatsen av tillsatsmaterial kan kontrolleras exakt och är i vissa fall inte nödvändig, beroende på svetsuppgiften.
• Svetsning: Volframelektroden och smältbadet skapar svetsen. Svetskvaliteten beror på svetshastigheten, svetsströmmen och svetsarens precision.

Egenskaper för TIG-svetsning

• TIG-svetsning möjliggör extremt exakta och rena svetsfogar.
• Eftersom volframelektroden inte smälter, ingår den inte i svetsen och bidrar inte till svetsmaterialet.
• Användningen av inert gas som skydd skapar en ren svetszon med minimal risk för kontaminering.
• Processen kan användas på olika metaller såsom aluminium, rostfritt stål, koppar och nickel.
• På grund av sina precisions- och kontrollkrav kräver TIG-svetsning en viss nivå av erfarenhet och skicklighet från svetsaren.

Tillämpningar av TIG-svetsning

TIG-svetsning används inom många industrier, särskilt där hög svetskvalitet krävs. Exempel på tillämpningar inkluderar:

• Tillverkning av flygplansdelar och rymdfarkoster där höghållfasta och tillförlitliga svetsar krävs.
• Livsmedels- och läkemedelsindustrier, där rena och okontaminerade svetsfogar är avgörande för hygien och säkerhet.
• Tillverkning av tankar och rörledningar i rostfritt stål där exakta och täta svetsfogar krävs.
• Konstnärligt metallarbete och metallbearbetning, där precisa svetsfogar krävs för estetiska och dekorativa ändamål.

Precision och mångsidighet

TIG-svetsning är en flitigt använd svetsprocess tack vare sin precision och mångsidighet, som används i många krävande tillämpningar. Den möjliggör högkvalitativa och hållbara svetsar och uppskattas av erfarna svetsare inom olika branscher.