Apakah kelebihan teras mesin kimpalan laser?

Characteristics of Different Types of Laser Welding Machines

Kelebihan teras mesin kimpalan laser bukan satu - terobosan teknologi dimensi, tetapi peningkatan sinergistik multi - prestasi faceted. Prestasi mereka dari segi ketepatan, kecekapan, dan kebolehsuaian bahan telah membentuk semula sempadan kimpalan industri. Berikut adalah penjelasan yang lebih terperinci dari perspektif senario dan data tertentu:

1. Ketepatan Tinggi dan Pengedap Tinggi: A "Milimeter - Tahap Pelukis" dalam mikrokosmos

Ketepatan kimpalan laser berpunca dari keupayaan fokus yang melampau dari rasuk laser. Selepas memberi tumpuan melalui sistem optik, diameter tempat laser boleh dikawal secara stabil dalam 0.05 - 0.5mm (walaupun seketika paras mikrometer dalam kes terkecil). Sebaliknya, lebar kimpalan kimpalan arka tradisional biasanya 1-3mm, dan diameter tempat kimpalan rintangan kebanyakannya 0.5-2mm. Ini "manipulasi halus" membolehkannya mengendalikan senario mikro yang berada di luar jangkauan proses tradisional:

Dalam medan elektronik 3C, untuk kimpalan 0.1mm - perisai keluli tahan karat tebal dan papan PCB pada motherboard telefon bimbit, lebar kimpalan laser hanya 0.2mm, dengan kesilapan kedudukan kurang daripada atau sama dengan ± 0.02mm, mengelakkan sirik pendek yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas yang disebabkan oleh kelebihan yang lebih luas;

Dalam peranti perubatan, untuk kimpalan cangkang aloi titanium alat pacu jantung (0.3mm tebal), laser boleh mencapai pengedap berterusan pada trajektori melengkung. Ujian ketat udara menunjukkan bahawa kadar kebocoran kurang daripada atau sama dengan 1 × 10 · m³/s (bersamaan dengan kebocoran udara tahunan kurang daripada 1ml), jauh lebih rendah daripada 1 × 10 · m³/s kimpalan arka tradisional arkon, memastikan keselamatan selepas implantasi di dalam manusia.
Ketepatan ini tidak hanya dapat dilihat dalam saiz tetapi juga dalam mengawal morfologi kimpalan. Dengan menyesuaikan ketumpatan kuasa laser dan kelajuan pengimbasan, kimpalan tersuai seperti "kuku - kepala" dan "keyhole" bentuk dapat dicapai untuk memenuhi keperluan mekanikal dalam senario yang berlainan (misalnya, keletihan - kimpal tahan untuk komponen aerospace).

2. Kecekapan tinggi dan kestabilan yang tinggi: "enjin kelajuan" dalam era pengeluaran besar -besaran

Kecekapan kecekapan kimpalan laser terletak pada "kepekatan segera" dan "output berterusan" tenaga:

Dari segi kelajuan: Kimpalan laser berterusan boleh mencapai kelajuan kimpalan beberapa meter sesaat, 3 - 5 kali lebih cepat daripada kimpalan arka tradisional atau kimpalan arka argon. Ia sesuai untuk pengeluaran besar-besaran besar-besaran. Sebagai contoh, kimpalan laser pulse boleh mencapai 100-500 tempat sesaat (seperti dalam kimpalan tab bateri lithium). Dalam barisan pengeluaran pek bateri tenaga baru, satu peranti boleh melengkapkan kimpalan 100,000 tab setiap hari, iaitu 3 kali lebih cekap daripada mesin kimpalan ultrasonik tradisional, secara langsung meningkatkan kapasiti pengeluaran bateri kuasa sebanyak 200%.

Dari segi kestabilan: Tenaga laser stabil, dengan turun naik kuasa kurang daripada atau sama dengan 1% (walaupun kurang daripada atau sama dengan 0.5% untuk tinggi - laser serat akhir). Sebaliknya, turun naik semasa/voltan kimpalan arka tradisional sering mencapai 5%- 10%, mengakibatkan kemungkinan perbezaan lebih daripada 15%dalam kekuatan kimpalan di kalangan produk dari kumpulan yang sama. Sebagai contoh, dalam kimpalan kerang pemula udara kereta, sisihan piawai kekuatan ricih laser - lipit yang dikimpal hanya 2MPa, jauh lebih rendah daripada 8MPa jahitan yang dikimpal arka, dengan ketara mengurangkan kos pemeriksaan kualiti dalam pengeluaran massa.

3. Haba minimum - zon yang terjejas dan ubah bentuk rendah: "Perisai pelindung" untuk haba - bahan sensitif

Ciri-ciri laser "tenaga yang sangat tertumpu" (ketumpatan kuasa sehingga 10 - 10 ⁷ w/cm², 100-1000 kali kimpalan tradisional) menghasilkan masa tindakan yang sangat singkat pada bahan kerja (tahap milisaat). Haba terhad kepada kawasan kimpalan, dan zon yang terjejas haba (HAZ) biasanya dikawal dalam 0.05-0.3mm, hanya 1/10-1/5 daripadanya dalam kimpalan tradisional.

Bagi bahan -bahan nipis (seperti kerajang keluli tahan karat 0.1mm), kimpalan arka tradisional arka menyebabkan keriting bahan kerja (warpage sehingga 0.5mm) disebabkan oleh input haba yang berlebihan, manakala penyambungan kimpalan laser dapat dikawal dalam 0.02mm, menghapuskan keperluan untuk proses pembentukan berikutnya.

Untuk haba - bahan sensitif (seperti tab bateri litium - 0.01mm-tebal tembaga foil/aluminium foil), input haba kimpalan laser hanya 0.3-0.8j/mm, lebih rendah daripada 5-10 Disebabkan oleh terlalu panas tab, secara asasnya mengurangkan risiko litar pintas bateri.

Untuk komponen ketepatan - tinggi (seperti enjin bilah aero -, dengan keperluan toleransi ± 0.03mm), perubahan dimensi selepas kimpalan laser kurang daripada atau sama dengan 0.01mm, memastikan prestasi aerodinamik semasa pemasangan tidak terjejas. Sebaliknya, ubah bentuk kimpalan tradisional sering mencapai lebih daripada 0.1mm, yang memerlukan pengisaran ketepatan tambahan.

4. Keserasian Bahan yang Kuat: Alat untuk Memecahkan "Kimpalan Zon Terlarang"

Kimpalan tradisional (seperti kimpalan arka dan kimpalan rintangan) adalah terhad oleh sifat bahan seperti kekonduksian, titik lebur, dan pemantulan. Kimpalan sangat mencerminkan (tembaga, aluminium), tinggi - kekerasan (aloi tungsten), dan bahan -bahan yang berbeza (tembaga - aluminium, keluli - titanium) sering mengalami masalah seperti "fusion yang tidak lengkap" dan "retak". Walau bagaimanapun, kimpalan laser memecahkan batasan ini melalui inovasi teknologi (seperti pengoptimuman panjang gelombang dan modulasi gelombang):

Bahan yang sangat mencerminkan: Reflektif laser tembaga adalah setinggi 90% (kimpalan tradisional terdedah kepada "Spark melompat"), manakala laser hijau 532nm dapat meningkatkan kadar penyerapan tembaga hingga lebih dari 40%, mencapai kimpalan berterusan 2mm- tembaga merah tebal. Kekuatan tegangan kimpalan mencapai 200MPa (85% daripada bahan asas), menyelesaikan masalah bar tembaga kimpalan dalam rotor motor kenderaan tenaga baru.

Bahan yang berbeza: Kimpalan tembaga - bahan -bahan yang berbeza aluminium terdedah untuk membentuk fasa rapuh (seperti cual₂) di antara muka. Kekuatan kimpalan proses tradisional hanya 30% daripada bahan asas, manakala kimpalan laser mengawal input haba (kurang daripada atau sama dengan 10J/mm), menjadikan ketebalan fasa rapuh kurang daripada atau sama dengan 5μm, dan kekuatan meningkat kepada lebih daripada 60%. Selain itu, kekonduksian adalah 30% lebih tinggi daripada sambungan bolted, menyelesaikan masalah kakisan elektrokimia dalam tembaga - bar penyesuai aluminium bateri kuasa.

Bahan khas: Untuk logam aktif seperti aloi titanium (implan perubatan) dan aloi magnesium (komponen automotif ringan), kimpalan laser boleh disiapkan di bawah perlindungan gas lengai untuk mengelakkan kimpalan kimpalan yang disebabkan oleh pengoksidaan. Sebaliknya, ketebalan lapisan oksida kimpalan tradisional sering mencapai lebih daripada 10μm, yang memerlukan pengambilan sekunder.

5. Bukan - Kenalan dan Persekitaran Alam Sekitar: "Pengamal" Pembuatan Hijau

"Non - Contact Processing" Ciri -ciri kimpalan laser secara asasnya mengelakkan banyak kelemahan kimpalan tradisional:

Tiada pencemaran sekunder: Tidak perlu elektrod atau wayar kimpalan untuk menghubungi bahan kerja, mengelakkan memakai elektrod (memakan 0.5g elektrod tungsten per jam dalam kimpalan arka tradisional) dan lekukan tempat dalam kimpalan rintangan. Ia amat sesuai untuk komponen optik ketepatan kimpalan (seperti lensa lensa), dengan kadar kelayakan meningkat dari 70% dalam proses tradisional hingga 99%.

Penggunaan tenaga yang rendah dan pelepasan yang rendah: Mesin kimpalan laser 1000W mempunyai kuasa yang diberi nilai hanya 1.5kW (memakan 1.2 kWh sejam), iaitu 1/3 dari mesin kimpalan arka argon yang sama (5kW, memakan 4 kWh per jam). Operasi tahunan (berdasarkan 300 hari × 8 jam) boleh menjimatkan kira -kira 8,000 yuan dalam yuran elektrik. Pada masa yang sama, kimpalan tradisional menghasilkan 500mg asap sejam (mengandungi bahan berbahaya seperti mangan dan kromium), yang memerlukan sistem ekzos asap yang besar, sementara kimpalan laser dengan perlindungan argon menghasilkan hanya 20mg/j asap, yang dapat memenuhi standard perlindungan alam sekitar bengkel tanpa rawatan tambahan.

Hayat perkhidmatan yang panjang dan habis -habisan yang rendah: Kehidupan perkhidmatan komponen teras laluan optik laser (seperti serat optik dan kanta fokus) boleh mencapai 100,000 jam, sementara habis -habisan seperti elektrod dan muncung mesin kimpalan tradisional perlu diganti setiap 100 jam, mengurangkan kos habis tahunan lebih daripada 80%.

6. Fleksibiliti Tinggi: "Semua - bulat" dalam senario kompleks

Keupayaan "penghantaran fleksibel" rasuk laser (melalui serat optik, galvanometer, robot, dan lain -lain) membolehkannya menyesuaikan diri dengan keperluan kimpalan senario penuh dari mikro ke makro, dari mudah ke kompleks:

Trajektori kompleks mikro: Dalam kimpalan modul kamera dalam 3C elektronik, mesin kimpalan laser galvanometer boleh mencapai "s - berbentuk" dengan jarak 0.1mm, dengan ketepatan trajektori ± 0.01mm dan kelajuan 100mm/s, yang lebih efisien daripada gabungan tradisional.

Kimpalan komponen besar: Dilengkapi dengan robot paksi enam -, mesin kimpalan laser dapat menyelesaikan kimpalan stereo 3D bingkai kereta (seperti sudut pintu dan badan, lengkung dengan radians lebih besar daripada atau sama dengan 90 darjah)

Fleksibel pada - operasi tapak: Mesin kimpalan laser pegang tangan (seperti model 2000W - yang disejukkan) hanya 3kg, dengan panjang kabel 10 meter, dan boleh melengkapkan kimpalan paip dengan diameter 500mm di tapak pembinaan (seperti pembaikan paip gas asli). Sebaliknya, mesin kimpalan tradisional memerlukan peralatan bergerak seberat lebih daripada 50kg, dan kecekapan kimpalan meningkat sebanyak 5 kali, dengan kadar kelayakan kimpalan meningkat dari 60% hingga 95%.

Superposisi kelebihan ini menjadikan mesin kimpalan laser bukan hanya "alat kimpalan", tetapi juga teknologi teras yang memacu transformasi pembuatan ke arah ketepatan tinggi, kecekapan tinggi, dan penghijauan. Kadar penembusannya di bidang akhir tinggi - seperti tenaga baru, aeroangkasa, dan penjagaan perubatan berkembang pada kadar tahunan sebanyak 15%, mentakrifkan semula sempadan teknikal kimpalan moden.

--------------

Ryder