Beth yw manteision craidd peiriant weldio laser?

Characteristics of Different Types of Laser Welding Machines

Nid datblygiad technolegol un dimensiwn yw manteision craidd peiriannau weldio laser, ond uwchraddiad synergaidd o berfformiad amlochrog. Mae eu perfformiad o ran manwl gywirdeb, effeithlonrwydd a gallu i addasu deunyddiau wedi ail-lunio ffiniau weldio diwydiannol yn llwyr. Isod mae esboniad manylach o safbwynt senarios a data penodol:

1. Cywirdeb uchel a selio uchel: "Crefftwr lefel milimedr" yn y microcosm

Mae manwl gywirdeb weldio laser yn deillio o allu canolbwyntio eithafol y pelydr laser. Ar ôl canolbwyntio trwy system optegol, gellir rheoli diamedr y sbot laser yn sefydlog o fewn 0.05- 0.5mm (hyd yn oed mor fach â lefel y micromedr yn yr achosion lleiaf). Mewn cyferbyniad, mae lled weldio weldio arc traddodiadol fel arfer yn 1-3mm, ac mae diamedr mannau weldio gwrthiant yn bennaf yn 0.5-2mm. Mae'r "trin manwl" hwn yn caniatáu iddo drin micro-senarios sydd y tu hwnt i gyrraedd prosesau traddodiadol:

Ym maes electroneg 3C, ar gyfer weldio tariannau dur di-staen trwchus 0.1mm a byrddau PCB ar famfyrddau ffonau symudol, dim ond 0.2mm yw lled weldio laser, gyda gwall lleoli o Llai na neu'n hafal i ± 0.02mm, gan osgoi cylchedau byr a achosir gan welds rhy eang;

Mewn dyfeisiau meddygol, ar gyfer weldio cregyn aloi titaniwm o rheolyddion calon (0.3mm o drwch), gall laserau gyflawni selio parhaus ar daflwybrau crwm. Mae profion tyndra aer yn dangos bod y gyfradd gollwng yn Llai na neu'n hafal i 1 × 10⁻⁹ Pa·m³/s (sy'n cyfateb i ollyngiad aer blynyddol o lai nag 1ml), yn llawer is na'r 1 × 10⁻⁶ Pa·m³/s o weldio arc argon traddodiadol, gan sicrhau diogelwch ar ôl mewnblannu yn y corff dynol.
Mae'r manwl gywirdeb hwn nid yn unig yn cael ei adlewyrchu mewn maint ond hefyd wrth reoli morffoleg weldio. Trwy addasu dwysedd pŵer laser a chyflymder sganio, gellir cyflawni weldiadau wedi'u teilwra fel siapiau "hoelen-pen" a "thwll clo" i fodloni gofynion mecanyddol mewn gwahanol senarios (ee, weldiadau gwrthsefyll blinder ar gyfer cydrannau awyrofod).

2. Effeithlonrwydd uchel a sefydlogrwydd uchel: Mae "injan cyflymder" yn y cyfnod o gynhyrchu màs

Mae datblygiad effeithlonrwydd weldio laser yn gorwedd yn y "crynodiad sydyn" ac "allbwn parhaus" ynni:

O ran cyflymder: Gall weldio laser parhaus gyflawni cyflymder weldio o sawl metr yr eiliad, 3-5 gwaith yn gyflymach na weldio arc traddodiadol neu weldio arc argon. Mae'n addas ar gyfer cynhyrchu màs ar raddfa fawr. Er enghraifft, gall weldio laser pwls gyrraedd 100-500 o smotiau yr eiliad (fel wrth weldio tabiau batri lithiwm). Mewn llinellau cynhyrchu PECYN batri ynni newydd, gall dyfais sengl gwblhau'r weldio o 100,000 o dabiau y dydd, sydd 3 gwaith yn fwy effeithlon na pheiriannau weldio ultrasonic traddodiadol, gan gynyddu gallu cynhyrchu batri pŵer yn uniongyrchol 200%.

O ran sefydlogrwydd: Mae ynni laser yn sefydlog, gydag amrywiad pŵer Llai na neu'n hafal i 1% (hyd yn oed Llai na neu'n hafal i 0.5% ar gyfer laserau ffibr pen uchel). Mewn cyferbyniad, mae amrywiad cerrynt / foltedd weldio arc traddodiadol yn aml yn cyrraedd 5%-10%, gan arwain at wahaniaeth posibl o fwy na 15% mewn cryfder weldio ymhlith cynhyrchion o'r un swp. Er enghraifft, wrth weldio cregyn cychwynwyr bagiau aer ceir, dim ond 2MPa yw gwyriad safonol cryfder cneifio gwythiennau wedi'u weldio â laser, sy'n llawer is na 8MPa o wythiennau wedi'u weldio arc, gan leihau'n sylweddol y gost arolygu ansawdd mewn masgynhyrchu.

3. Ychydig iawn o wres - parth yr effeithir arno ac anffurfiad isel: "tarian amddiffynnol" ar gyfer-defnyddiau sy'n sensitif i wres

Mae nodwedd "ynni dwys iawn" laserau (dwysedd pŵer hyd at 10⁶-10⁷ W/cm², 100-1000 gwaith yn fwy na weldio traddodiadol) yn arwain at amser gweithredu hynod fyr ar y darn gwaith (lefel milieiliad). Mae gwres wedi'i gyfyngu i'r ardal weldio, ac mae'r parth yr effeithir arno gan wres (HAZ) fel arfer yn cael ei reoli o fewn 0.05-0.3mm, dim ond 1/10-1/5 o hynny mewn weldio traddodiadol.

Ar gyfer deunyddiau tenau (fel ffoil dur di-staen 0.1mm), mae weldio arc argon traddodiadol yn achosi cyrlio workpiece (warpage hyd at 0.5mm) oherwydd mewnbwn gwres gormodol, tra gellir rheoli warpage weldio laser o fewn 0.02mm, gan ddileu'r angen am brosesau siapio dilynol.

Ar gyfer -deunyddiau sy'n sensitif i wres (fel tabiau batri lithiwm- ffoil copr/alwminiwm trwchus 0.01mm), dim ond 0.3-0.8J/mm yw mewnbwn gwres weldio laser, sy'n llawer is na 5-10J/mm o weldio traddodiadol, gan osgoi toddi diaffram (mae ymwrthedd tymheredd llengig yn lleihau dim ond 12 gradd) y risg sylfaenol o or-wresogi. cylchedau byr batri.

Ar gyfer cydrannau manwl uchel (fel tenon llafn peiriannau aero, gyda gofyniad goddefgarwch o ± 0.03mm), mae'r newid dimensiwn ar ôl weldio laser yn Llai na neu'n hafal i 0.01mm, gan sicrhau nad yw'r perfformiad aerodynamig yn ystod y cynulliad yn cael ei effeithio. Mewn cyferbyniad, mae dadffurfiad weldio traddodiadol yn aml yn cyrraedd mwy na 0.1mm, sy'n gofyn am malu manwl gywirdeb ychwanegol.

4. cydnawsedd deunydd cryf: Offeryn i dorri trwy "weldio parthau gwaharddedig"

Mae weldio traddodiadol (fel weldio arc a weldio gwrthiant) wedi'i gyfyngu gan briodweddau materol megis dargludedd, pwynt toddi, ac adlewyrchedd. Mae weldio o ddeunyddiau adlewyrchol iawn (copr, alwminiwm), caledwch uchel (aloi twngsten), a deunyddiau annhebyg (copr-alwminiwm, dur-titaniwm) yn aml yn dioddef o broblemau megis "ymasiad anghyflawn" a "chraciau". Fodd bynnag, mae weldio laser yn torri'r cyfyngiadau hyn trwy arloesiadau technolegol (fel optimeiddio tonfedd a modiwleiddio tonffurf):

Deunyddiau adlewyrchol iawn: Mae adlewyrchedd laser copr mor uchel â 90% (mae weldio traddodiadol yn dueddol o "neidio gwreichionen"), tra gall laser gwyrdd 532nm gynyddu cyfradd amsugno copr i fwy na 40%, gan gyflawni weldio parhaus o 2mm-copr coch trwchus. Mae cryfder tynnol y weldiad yn cyrraedd 200MPa (85% o'r deunydd sylfaen), gan ddatrys y broblem o weldio bariau copr mewn rotorau modur cerbydau ynni newydd.

Defnyddiau annhebyg: Mae weldio copr-deunyddiau annhebyg alwminiwm yn dueddol o ffurfio cyfnodau brau (fel CuAl₂) yn y rhyngwyneb. Dim ond 30% o'r deunydd sylfaen yw cryfder weldio prosesau traddodiadol, tra bod weldio laser yn rheoli'r mewnbwn gwres (Llai na neu'n hafal i 10J/mm), gan wneud trwch y cyfnodau brau yn Llai na neu'n hafal i 5μm, ac mae'r cryfder yn cynyddu i fwy na 60%. Ar ben hynny, mae'r dargludedd 30% yn uwch na chysylltiadau wedi'u bolltio, gan ddatrys problem cyrydiad electrocemegol mewn bariau addasydd alwminiwm o fatris pŵer copr.

Deunyddiau arbennig: Ar gyfer metelau gweithredol fel aloion titaniwm (mewnblaniadau meddygol) ac aloion magnesiwm (cydrannau modurol ysgafn), gellir cwblhau weldio laser o dan amddiffyniad nwy anadweithiol er mwyn osgoi embrittlement weldio a achosir gan ocsideiddio. Mewn cyferbyniad, mae trwch haen ocsid weldio traddodiadol yn aml yn cyrraedd mwy na 10μm, sy'n gofyn am piclo eilaidd.

5. Di-gyswllt a chyfeillgarwch amgylcheddol: "ymarferydd" gweithgynhyrchu gwyrdd

Mae'r nodwedd "prosesu di-gyswllt" o weldio laser yn sylfaenol yn osgoi llawer o anfanteision weldio traddodiadol:

Dim llygredd eilaidd: Nid oes angen electrodau neu wifrau weldio i gysylltu â'r darn gwaith, gan osgoi traul electrod (defnyddio 0.5g o electrodau twngsten yr awr mewn weldio arc traddodiadol) a mewnoliad sbot mewn weldio gwrthiant. Mae'n arbennig o addas ar gyfer weldio cydrannau optegol manwl gywir (fel mowntiau lens), gyda'r gyfradd cymhwyster yn cynyddu o 70% mewn prosesau traddodiadol i 99%.

Defnydd isel o ynni ac allyriadau isel: Mae gan beiriant weldio laser 1000W bŵer graddedig o 1.5kW yn unig (yn defnyddio 1.2 kWh yr awr), sef 1/3 o beiriant weldio arc argon o'r un pŵer (5kW, gan ddefnyddio 4 kWh yr awr). Gall gweithrediad blynyddol (yn seiliedig ar 300 diwrnod × 8 awr) arbed tua 8,000 yuan mewn ffioedd trydan. Ar yr un pryd, mae weldio traddodiadol yn cynhyrchu 500mg o fwg yr awr (sy'n cynnwys sylweddau niweidiol fel manganîs a chromiwm), sy'n gofyn am systemau gwacáu mwg mawr, tra bod weldio laser gyda gwarchodaeth argon yn cynhyrchu dim ond 20mg / h o fwg, a all fodloni safonau diogelu'r amgylchedd gweithdy heb driniaeth ychwanegol.

Bywyd gwasanaeth hir a nwyddau traul isel: Gall bywyd gwasanaeth cydrannau craidd y llwybr optegol laser (fel ffibrau optegol a lensys canolbwyntio) gyrraedd 100,000 o oriau, tra bod angen disodli nwyddau traul fel electrodau a ffroenellau peiriannau weldio traddodiadol bob 100 awr, gan leihau costau traul blynyddol o fwy na 80%.

6. Hyblygrwydd uchel: "Rownd" mewn sefyllfaoedd cymhleth

Mae gallu "trosglwyddiad hyblyg" y pelydr laser (trwy ffibrau optegol, galfanomedrau, robotiaid, ac ati) yn ei alluogi i addasu i anghenion weldio senario llawn o ficro i facro, o syml i gymhleth:

Taflwybrau micro gymhleth: Wrth weldio modiwlau camera mewn electroneg 3C, gall peiriannau weldio laser galfanomedr gyflawni welds "siâp S- gyda bylchiad o 0.1mm, gyda chywirdeb taflwybr o ±0.01mm a chyflymder o 100mm/s, sydd 5 gwaith yn fwy effeithlon na weldio lleoli gosodiadau traddodiadol.

Weldio cydran mawr: Yn meddu ar robotiaid chwe-echel, gall peiriannau weldio laser gwblhau welds stereo 3D o fframiau Automobile (fel corneli drysau a chyrff, cromliniau gyda radian Yn fwy na neu'n hafal i 90 gradd), gyda chywirdeb lleoli ailadroddus o ±0.02mm, gan ddatrys y broblem o "hygyrchedd gwael o ffaglau weldio" a achosir gan weldio workpieces mawr.

Gweithrediadau hyblyg ar-safle: Mae peiriannau weldio laser llaw (fel modelau oeri aer 2000W) yn pwyso 3kg yn unig, gyda hyd cebl o 10 metr, a gallant gwblhau weldio pibellau â diamedr o 500mm ar safleoedd adeiladu (fel atgyweiriadau brwyn piblinellau nwy naturiol). Mewn cyferbyniad, mae angen offer symud sy'n pwyso mwy na 50kg ar beiriannau weldio traddodiadol, ac mae'r effeithlonrwydd weldio yn cynyddu 5 gwaith, gyda'r gyfradd cymhwyster weldio yn cynyddu o 60% i 95%.

Mae arosodiad y manteision hyn yn gwneud peiriannau weldio laser nid yn unig yn "offeryn weldio", ond hefyd yn dechnoleg graidd sy'n gyrru trawsnewid gweithgynhyrchu tuag at gywirdeb uchel, effeithlonrwydd uchel a gwyrddoli. Mae ei gyfradd treiddiad mewn meysydd pen uchel megis ynni newydd, awyrofod, a gofal meddygol yn tyfu ar gyfradd flynyddol o 15%, gan ailddiffinio ffiniau technegol weldio modern.

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

Ryder