Zalety i wady spawania laserowego

Spawanie laserowe to technika spawania wykorzystująca wiązkę lasera do skupienia źródła ciepła w celu połączenia wielu kawałków metalu. Producenci i przetwórcy blach w coraz większym stopniu polegają na tym zaawansowanym technologicznie procesie spawania za pomocą technologii laserowej, aby uzyskać wyższą jakość, większą wydajność i niższe koszty obróbki końcowej. Chcesz dowiedzieć się więcej o spawaniu laserowym przed rozpoczęciem? Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o zaletach i wadach spawania laserowego.

Jak działa spawanie laserowe?

Spawanie laserowe lub spawanie wiązką lasera to proces wykorzystujący skupione laserowo źródło ciepła do topienia materiałów. Spawanie laserowe działa w dwóch zasadniczo różnych trybach: spawanie z ograniczonym przewodzeniem i spawanie głębokich otworów. Sposób oddziaływania wiązki lasera ze spawanym materiałem będzie zależał od gęstości mocy, przy której wiązka uderza w obrabiany przedmiot. Zasada działania spawania laserowego polega na skupianiu lasera o dużej mocy i doprowadzaniu ciepła do złącza pomiędzy dwiema metalowymi powierzchniami. Kiedy powierzchnia metalu absorbuje laser, materiał jest podgrzewany i topiony, tworząc spoinę pomiędzy dwiema powierzchniami, co kończy spawanie.
Spawanie laserowe ma wyższą precyzję i jakość spawania. Ponieważ sam laser wytwarza bardzo mało ciepła, szew spawalniczy powstający po spawaniu laserowym jest również stosunkowo mały, co sprawia, że spawanie laserowe jest szczególnie przydatne w przypadku cieńszych materiałów, takich jak elektronika lub uszczelki szkło/metal. Podczas spawania grubszych materiałów powstają wąskie i głębokie spoiny między częściami o kwadratowych krawędziach. Obecnie nowoczesne aplikacje do spawania laserowego obejmują zaawansowaną optykę, która umożliwia programowalnym robotom precyzyjne określenie obszaru przedmiotu obrabianego.

Zalety spawania laserowego

Spawanie laserowe ma wiele zalet w porównaniu z tradycyjnymi technikami spawania. Po pierwsze, spawanie laserowe można wykonać bez żadnych dodatkowych narzędzi ani osprzętu, co skutkuje bardziej precyzyjnymi wynikami. Ponadto lasery mogą osiągać niewiarygodnie wysokie temperatury, więc spawanie laserowe zapewnia również bardzo mocne i trwałe spoiny.

Wyższa dokładność

Spawanie laserowe wytwarza bardzo wąską wiązkę laserową, która może być bardzo precyzyjnie skupiona na spawanym obszarze, nawet na obszarach o średnicy zaledwie milimetrów. Oprócz dokładniejszej kontroli procesu spawania, pozwala również uniknąć marnotrawstwa i błędów spawanego materiału oraz zapewnia stałą jakość.

Wysokiej jakości spoiny

Jedną z głównych zalet spawania laserowego jest wysoka jakość spoin. To dlatego, że spawanie laserowe tworzy węższą i głębszą spoinę niż inne metody, tworząc silniejsze wiązanie między dwoma kawałkami metalu i może wytrzymać ekstremalne temperatury i trudne warunki. Jednolity puls spawania laserowego zapewnia bardzo czysty szew po spawaniu laserowym, bez ściegów i zadziorów, które są nieuniknione w przypadku spawania w osłonie gazu lub elektrycznego.

Laser zwiększa prędkość spawania

Spawanie laserowe jest wielokrotnie szybsze (nawet od 5 do 10 razy szybsze) niż tradycyjne metody. Prędkości spawania różnią się w zależności od rodzaju i mocy zastosowanego generatora laserowego. Wysokie prędkości spawania umożliwiają produkcję większej liczby części na godzinę, co oznacza krótszy czas realizacji i wyższą produktywność. Dodatkowo spawanie laserowe można zintegrować z urządzeniami zautomatyzowanymi, co pozwala na ich dłuższą pracę.

Zmniejsz koszty obróbki po spawaniu

Proces tradycyjnego spawania i spawania laserowego polega na przekazywaniu ciepła na styku dwóch powierzchni. Podczas spawania tradycyjnymi metodami materiały mogą podlegać zginaniu, naprężeniom i innym negatywnym skutkom. Laser ma jednak ogromną gęstość mocy, szerokość strefy wpływu ciepła po obu stronach spoiny jest wąska, a uszkodzenia termiczne i straty wydajności materiału w pobliżu spoiny są ograniczone. Odkształcenie próbek jest zatem mniejsze niż w przypadku próbek spawanych wieloma innymi procesami.
Szlifowanie zwykle nie jest wymagane po spawaniu laserowym, co może znacznie obniżyć koszty obróbki końcowej. Posiadanie takiej ozdobnej spoiny pomaga również poprawić wygląd produktu i zrobić dobre pierwsze wrażenie na kliencie.

Wszechstronność

Spawanie laserowe jest niezwykle wszechstronne, a różne urządzenia laserowe są dobre do spawania różnych rzeczy. Na przykład spawanie laserowe można wykonywać na różnych materiałach metalowych, w tym na stali miękkiej, stali nierdzewnej i tytanie. Spawanie laserowe może być wykorzystywane do spawania grubych blach stalowych używanych w przemyśle stoczniowym, do spawania metali szlachetnych używanych w biżuterii lub do spawania miedzianych styków akumulatorów samochodów elektrycznych. Może dotrzeć do trudno dostępnych miejsc, realizować bezkontaktowe spawanie na duże odległości i ma dużą elastyczność. Spawanie laserowe doskonale nadaje się do montażu i spawania miniaturowych i małych detali produkowanych w dużych ilościach.

Większe bezpieczeństwo

Kolejną zaletą spawania laserowego jako procesu łączenia bezkontaktowego jest bezpieczeństwo. Spawarki laserowe o mniejszej mocy stanowią mniejsze zagrożenie dla bezpieczeństwa i są zwykle przenośne, a do rozpoczęcia spawania używają ręcznej głowicy spawalniczej; wyższa moc spawarki laserowe są zdalnie sterowane, dzięki czemu pracownicy mogą kierować wiązką laserową bez konieczności przebywania w pobliżu obszaru spawania. Ponadto spawanie laserowe wytwarza mniej oparów niż inne metody, co pomaga zmniejszyć ryzyko chorób układu oddechowego u pracowników i poprawia jakość powietrza.

Wady spawania laserowego

Pomimo wielu zalet stosowania spawania laserowego, istnieją również pewne wady związane ze spawaniem laserowym, które należy wziąć pod uwagę przed inwestycją w tę technologię. Pomaga to lepiej zrozumieć swoje maszyny i zmniejsza koszty związane z awariami maszyn.

Wysokie koszty wstępne

Główną wadą spawania laserowego jest wysoki koszt początkowy. Początkowy koszt nabycia jednostki laserowej jest zazwyczaj dwukrotnie lub trzykrotnie większy niż w przypadku systemów konwencjonalnych, co wymaga znacznej jednorazowej inwestycji. Szkolenie pracowników w zakresie korzystania z nich może być również kosztowne. Ponadto koszty konserwacji i napraw spawarek laserowych mogą być również wyższe niż w przypadku innych typów sprzętu spawalniczego. Jednak spawanie laserowe szybko się zwraca dzięki doskonałej szybkości, precyzji i wszechstronności. Nastawienie na wydajność spawania laserowego umożliwia firmom optymalizację produkcji, redukcję strat materiałów i zwiększenie ogólnej rentowności.

Niska tolerancja luzu

Niska tolerancja luzu sprawia, że dokładność montażu spawanego elementu jest wysoka, a położenie belki na przedmiocie obrabianym nie może mieć oczywistych odchyleń. Dzieje się tak, ponieważ rozmiar plamki skupionego lasera jest mały, a szew spawalniczy jest wąski, co jest podatne na defekty spawalnicze podczas montażu przedmiotu obrabianego lub niedokładnego pozycjonowania wiązki. Niskie tolerancje luzu oznaczają, że musisz upewnić się, że Twoje procesy/dostawcy mogą niezawodnie spełniać wąskie poziomy tolerancji.

Wymagane szkolenie

W produkcji i obróbce metali spawanie laserowe stało się technologią transformacyjną, oferującą niezrównaną precyzję i wydajność. Jednak wykorzystanie pełnego potencjału spawarki laserowej wymaga czegoś więcej niż tylko zakupu sprzętu. Wymaga intensywnego, nowoczesnego szkolenia operatora, aby zapewnić bezpieczną pracę, zoptymalizować wydajność i odblokować niezliczone korzyści, jakie oferuje. Sesje szkoleniowe dla operatorów mogą zwiększyć całkowity koszt spawarki laserowej.

Ograniczona aplikacja

Chociaż spawarka laserowa ma doskonałe zalety w wielu zastosowaniach, ma również pewne ograniczenia, takie jak mniej odpowiednia do spawania grubszych materiałów i nie może być używana do niektórych rodzajów połączeń. Ponadto niektóre materiały, takie jak powierzchnie silnie odbijające światło, mogą nie nadawać się do spawania laserowego. W takich przypadkach bardziej odpowiednie mogą być alternatywne metody spawania, takie jak spawanie łukowe lub spawanie e-bookami. Zaleca się, aby przed rozpoczęciem projektu spawania ocenić jego specyficzne wymagania i skonsultować się z ekspertem w celu określenia najbardziej odpowiedniej metody spawania.

Istnieje zagrożenie bezpieczeństwa

Chociaż spawanie laserowe zrewolucjonizowało przemysł spawalniczy swoją precyzją i wydajnością, nadal wiąże się z pewnymi zagrożeniami dla bezpieczeństwa. Na przykład podczas korzystania ze spawarki laserowej intensywna wiązka lasera emitowana podczas procesu spawania może spowodować poważne oparzenia lub trwałe uszkodzenie oczu, jeśli nie są stosowane odpowiednie środki ochrony oczu.

Podczas korzystania ze spawarki laserowej wymagane są kompleksowe protokoły bezpieczeństwa, odpowiednie szkolenie i regularna konserwacja sprzętu, aby zminimalizować ryzyko związane ze spawaniem laserowym. Spawanie laserowe wymaga więcej środków ochronnych niż inne metody spawania.

Podsumować

Spawanie laserowe to imponująca technologia, która może zapewnić producentom wydajne i tanie metody spawania. Chociaż proces ten ma pewne wady, takie jak małe tolerancje luzu podczas spawania, można je pokonać przy niewielkiej ostrożności. Jeśli prowadzisz firmę i szukasz niezawodnego sposobu szybkiego i precyzyjnego łączenia metali, spawanie laserowe może być właśnie tym, czego potrzebujesz!
Aby dowiedzieć się więcej o spawaniu laserowym w akcji, obejrzyj ten film. Jeśli masz więcej pytań, Laser AccTek z przyjemnością omówi z Tobą konkretną aplikację, aby pomóc Ci podjąć właściwą decyzję.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe