Co je laserové svařování?

šev, který drží vakuově-izolovanou láhev pohromadě, je často vyroben strojem, který vystřeluje soustředěný paprsek světla.

To je laserové svařování. A pokud získáváte vakuově izolované lahve v jakémkoli skutečném objemu, stojí za to vědět, co to dělá - a proč to funguje lépe než starší metody v měřítku -.

Laserové svařování využívá koncentrovaný zdroj světla - obvykle vláknový laser nebo CO₂ laser - k roztavení a roztavení kovu ve spoji. Paprsek je zaostřen přes optiku na velmi malý bod, často menší než milimetr v průměru, což dodává extrémně vysokou hustotu energie na přesné místo.

Teplo je tak soustředěno, že kov na obou stranách svaru zůstává relativně chladný. Porovnejte to se svařováním TIG, kde se celá oblast kolem oblouku výrazně zahřívá. Užší přívod tepla znamená menší deformaci, menší tepelně-ovlivněnou oblast a celkově čistší svar.

U nerezových lahví na vodu je nejběžnější aplikací laserového svařování utěsnění spoje mezi vnitřní a vnější stěnou v horní části láhve a přivaření základny k tělu. Oba jsou kritická vakuová těsnění.

Proč nahradil TIG ve-výrobě velkého objemu

Důvody jsou praktické a ekonomické:

Rychlost. Laserová svařovací stanice dokáže dokončit obvodový svar na hrdle láhve během několika sekund. TIG svařování stejného spoje trvá podstatně déle, a to i do zručných rukou. Pro továrnu vyrábějící tisíce jednotek denně je tento rozdíl v době cyklu rozdílem mezi ziskovostí a ne.

Konzistence. Laserové svařování je vysoce opakovatelné. Jakmile jsou parametry stroje nastaveny - výkon, trvání pulzu, frekvence, poloha paprsku -, je každý svar v podstatě identický. Svary TIG závisí na technice operátora a dokonce i vynikající svářeči vytvářejí určité odchylky od dílu k dílu. Z hlediska kontroly kvality vám laserové svařování poskytuje mnohem těsnější procesní schopnosti.

Nižší tepelný příkon. Laserové svařování vytváří užší tepelně-ovlivněnou oblast, což znamená menší deformaci tenkých nerezových stěn. U produktu, kde záleží na rozměrové přesnosti -, musí vnitřní a vnější stěny udržovat konzistentní rozestupy - to je důležité. Širší tepelná stopa TIG může způsobit mírné deformace stěn, což má vliv na výkon vakua v průběhu času.

Není potřeba žádný výplňový materiál. Mnoho zařízení pro laserové svařování pro těsnění lahví používá autogenní svařování - laser taví samotný základní kov, není potřeba žádný přídavný drát. To zjednodušuje proces a eliminuje proměnnou.

Dva hlavní typy používané při výrobě lahví

Svařování vláknovým laseremje nejběžnější pro výrobu nerezových lahví. Laser je dodáván prostřednictvím optického kabelu, který je flexibilní a snadno se integruje do automatizovaných systémů. Vláknové lasery fungují dobře s nerezovou ocelí, protože vlnová délka je účinně absorbována kovem.

Svařování CO₂ laseremse také používá, ale méně často v lahvích. Delší vlnová délka vyžaduje pečlivější nastavení pro svařování kovů, ale stále se vyskytuje na některých výrobních linkách.

Co ovlivňuje kvalitu svaru

Jako každý výrobní proces má laserové svařování vlastní sadu proměnných, které určují, zda je výsledek dobrý nebo ne:

Řízení výkonu a pulzu. Tenkostěnné díly z nerezové oceli obvykle používají pulzní laserové svařování -krátké záblesky světla o vysoké energii- spíše než spojitý paprsek. Doba trvání pulzu, frekvence a špičkový výkon musí být kalibrovány na tloušťku materiálu. Příliš mnoho energie a vyhoříte-; příliš málo a dojde k neúplné fúzi.

Zarovnání paprsku. Laserová skvrna musí být přesně umístěna na rozhraní spoje - nikoli na vnitřní stěně, ne na vnější stěně, ale přesně na linii, kde se setkávají. Moderní produkční zařízení používá systémy vidění nebo před-kalibrované přípravky, aby toto zarovnání bylo konzistentně zachováno.

Stav povrchu. Jakákoli kontaminace - olejem, mastnotou, dokonce i otisky prstů - v oblasti kloubu ovlivní způsob pohlcování laserové energie a může způsobit defekty. Dobří výrobci vyčistí díly před svařováním.

Ochranný plyn. I když je laserový svar rychlý, roztavená svarová lázeň stále potřebuje ochranu před oxidací. Argon nebo argon-héliové směsi se používají jako ochranný plyn dodávaný tryskou koaxiální s laserovým paprskem. Průtok plynu a polohování zatěžují - příliš málo plynu a povrch svaru oxiduje; příliš mnoho může narušit roztavenou lázeň.

Návrh spoje. Geometrie spoje -, jak se vnitřní a vnější stěny překrývají nebo setkávají v horní části -, musí být navržena pro laserové svařování. Spoj, který lze snadno svařovat metodou TIG, nemusí být pro laser optimální. Výrobci, kteří přecházejí z TIG na laser, často mění{5}}geometrii spoje.

Ověření kvality

Jednou z výhod laserového svařování při-výrobě velkého objemu je to, že umožňuje přímé sledování kvality. Některé systémy využívají infračervené kamery ke sledování teploty svaru v reálném čase. Jiní používají vizuální kontrolu samotného svarového švu - dobrý laserový svar má konzistentní, jednotný vzhled bez viditelných mezer nebo poréznosti.

Skutečným testem je samozřejmě integrita vakua. Výrobci, kteří berou kvalitu vážně, provedou testování těsnosti hotových lahví - buď individuální testování, nebo statistické odběry vzorků. Šarže, která selže při testování těsnosti ve více než velmi malém procentu času, indikuje problém procesu.