Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Bij het kiezen van een laserlichtbron moet rekening worden gehouden met verschillende factoren zoals het lasmateriaal, de geometrie van de verbinding, de snelheid en andere factoren. In de productie-industrie is de juiste keuze van een laserbron een praktische uitdaging die fabrikanten moeten aangaan vanwege het wijdverbreide gebruik van laserlassen. Momenteel zijn de beschikbare laser [...]
Bij het kiezen van een laserlichtbron moet rekening worden gehouden met verschillende factoren zoals het lasmateriaal, de geometrie van de verbinding, de snelheid en andere factoren.
In de productie-industrie is de juiste keuze van een laserbron een praktische uitdaging die fabrikanten moeten aangaan vanwege het wijdverbreide gebruik van laserlassen.
Momenteel zijn er laserbronnen op de markt zoals optische vezels, gepulseerde Nd: YAG, diodes, schijven en CO2 laserbronnen. (Opmerking: De CW Nd: YAG laserbron is grotendeels vervangen door optische vezel- en schijflasers en wordt daarom niet besproken in dit artikel).
Bij de keuze van een laserbron moet rekening worden gehouden met verschillende factoren, waaronder de lasmateriaalVerbindingsgeometrie, lassnelheid, geometrische tolerantie, systeemintegratievereisten en natuurlijk budgetbeperkingen.
Elke laserbron heeft unieke eigenschappen die kunnen voldoen aan verschillende lasvereisten. In sommige gevallen kunnen ze ook worden vervangen.
CO2 laser
De CO2 laser, die werkt op een golflengte van 10604 nm en een vermogensbereik heeft van 1 tot 20 kW, is een hoogontwikkelde lasertechnologie. Het is de primaire laserbron voor hoogvermogenverwerking sinds de jaren 1980.
Vezellaser
Deze efficiënte diodegepompte laser maakt gebruik van een siliciumvezel met een kleine kerndiameter.
De laserbron bevindt zich in de optische vezel, waardoor er geen extra correctie nodig is. Met de kleine kerndiameter van de optische vezel gekoppeld aan de focuslens kan de minimale focusgrootte 10 micron bereiken.
De compacte laser is verkrijgbaar in twee configuraties: laag elektrisch lassen (minder dan 300W) en multi-mode voor lassen met hoog vermogen.
Diodelaser
De verbetering van het vermogen van diodelaserapparaten met één oppervlak, de komst van nieuwe koelkanaaltechnologie en de vooruitgang van de technologie van micro-optische elementen die de bundel kunnen focussen in optische vezels met een diameter van minder dan 1000 micron hebben geleid tot de opkomst van diodelasers als lasbronnen.
Schijflaser
De platte YD YAG kristallen dunne schijf in het midden van de CW laser, bekend als de schijflaser, is ontworpen om de inherente problemen van de staaflaser te elimineren. Een schijf met een dikte van 0,01 inch wordt gebruikt en koel gehouden door een ondersteunend koelapparaat. Door dit ontwerp kan de laser een vermogen van 10 kW bereiken met behoud van een uitstekende straalkwaliteit.
Gepulseerde Nd: YAG-laser
Deze laser maakt gebruik van een enkele Nd:YAG-laserstaaf om een hoog piekvermogen en een laag gemiddeld vermogen te genereren voor lassen door middel van flitslampexcitatie. Een laser met een gemiddeld vermogen van 35 W kan bijvoorbeeld een piekvermogen van 6 kW produceren. De combinatie van een hoog piekvermogen en een smalle pulsbreedte garandeert niet alleen de kwaliteit van het materiaallassen, maar biedt ook effectieve controle over de energie-input.
De keuze van de laser kan worden gecategoriseerd in drie groepen op basis van penetratie: minder dan 0,01 inch, tussen 0,01 en 0,03 inch en meer dan 0,03 inch.
Over het algemeen kunnen meerdere laserbronnen worden gebruikt om het lassen te voltooien, maar om prestatie- en budgetredenen kan het zijn dat er slechts voor één of twee lichtbronnen wordt gekozen.
De uiteindelijke beslissing kan ook worden beïnvloed door verschillende andere factoren, zoals de kwaliteit van het monster, geografische overwegingen, after-sales service, voorkeuren van systeemintegrators en populariteit.
De gepulseerde Nd: YAG laser is de meest gebruikte laser, gevolgd door de fiberlaser. Op het gebied van componentassemblage, verbindingsvorm, materiaal en coating is de gehele lasproces nauwkeurig moet worden geregeld, waardoor de gepulste Nd: YAG laser de beste keuze is.
Met zijn hoge piekvermogen kan de gepulseerde Nd: YAG laser een lasbundel produceren met een puntgrootte van meer dan 1000 micron. Dit biedt een grote flexibiliteit bij het kiezen van de puntgrootte en maximaliseert het procesvenster van het lassen terwijl de noodzakelijke toleranties in de productieomgeving gewaarborgd blijven.
De fiberlaser is de enige continu-golflaser in deze categorie en kan een puntgrootte produceren na bundelfocussing van minder dan 25 micron, waardoor de hoge vermogensdichtheid wordt bereikt die nodig is voor lassen. Om echter concurrerend te blijven op het gebied van micromachining, is het vermogen van fiberlasers over het algemeen beperkt tot 200 W, wat de maximale spotgrootte en vermogensdichtheid beperkt.
De grootte van de soldeerverbinding is meestal niet groter dan 75 micron, wat een van de grootste beperkingen van fiberlasers is. In de werkelijke productie is het vaak moeilijk om een foutenbereik van ± 15 mm te garanderen bij het aanpassen van verbindingen of componenten op basis van pasvormtolerantie en superpositietolerantie.
Fiber lasers worden voornamelijk gebruikt bij het rondlassen van dunne materialen met hoge eisen voor lasverbindingen om stabiliteit te garanderen. De fiberlaser gebruikt een lens met een brandpuntsafstand van 150 mm die lichtvlekken kan produceren met een diameter van minder dan 25 micron, waardoor er voldoende bewerkingsruimte is. Bij overlappend lassen kan de fiberlaser een las produceren met een inbranddiepte van 0,01 in of hoger bij een hoge snelheid, waarbij een inbranddiepte van 0,004in haalbaar is met een 200W single-mode fiberlaser bij snelheden tot 50 in/s.
Aan de andere kant kan de gepulseerde Nd: YAG laser bijna alle toepassingen aan, behalve het lassen van dunne folie. De grote spotgrootte, pulsbreedte en het piekvermogensbereik maken aanpassing en optimalisatie mogelijk om aan verschillende lasvereisten te voldoen.
De toepassingsclassificatie van gepulste Nd: YAG laser en vezellaser is nog steeds van toepassing, maar het bereik is beperkt. De gepulseerde Nd: YAG laser wordt voornamelijk gebruikt voor puntlassen, terwijl fiberlasers met een vermogen van ongeveer 500W en een spotdiameter van 0,01 μm gebruikt kunnen worden voor stomplassen en hoeklassen met lage tolerantie. De kostenprestaties van de gepulste Nd: YAG laser zijn relatief hoog.
Lasers met vermogensniveaus van 500 W en 25 W produceren verschillende laspenetratie bij verschillende lassnelheden. Het piekvermogen zorgt voor de penetratieprestaties, terwijl het gemiddelde vermogen de lassnelheid bepaalt van naadlassen.
Diodelasers met een vermogen tussen 500W en 800W zijn geschikt voor het lassen van componenten met grote toleranties, maar de snelheid is over het algemeen lager dan die van fiber- en schijflasers. Hun grote tolerantie kan dit nadeel echter compenseren.
Alle soorten lasers zijn geschikt voor dit bereik. De penetratiediepte van de gepulseerde Nd: YAG laser is ongeveer 1,27 mm (0,05 in), terwijl andere lasertypes tot 6,35 mm (0,25 in) kunnen bereiken en sommige zelfs meer dan 12,5 mm (0,5 in).
Over het algemeen zijn de onderdelen die geschikt zijn voor gepulseerde Nd: YAG laserlassen in dit bereik relatief klein zijn, zoals druksensoren met naadlassen.
De auto-industrie vereist een breed scala aan lastoepassingenen optische vezels, CO2, schijf- en diodelasers kunnen allemaal worden gebruikt. In termen van snelheid en penetratie dekt de auto-industrie bijna alle lastoepassingen.
De belangrijkste verschillen tussen laserbronnen zijn de straalkwaliteit, helderheid en golflengte.
De straalkwaliteit verwijst naar het vermogen van de laser om te focussen en de helderheid verwijst naar de vermogensdichtheid in de gefocuste straal.
De CO2 laser en fiberlaser hebben een vergelijkbare straalkwaliteit, dus als andere parameters gelijk zijn, kunnen ze lichtvlekken produceren met dezelfde diameter.
De golflengte van de fiber laserbron is een tiende van die van de CO2 lichtbron, wat betekent dat de spotdiameter die deze kan produceren ook een tiende is van die van de CO2 lichtbron. De fiberlaserbron heeft ook een betere straalkwaliteit en helderheid.
Bij laserlassen hebben de kwaliteit en helderheid van de straal een directe invloed op de inbranddiepte en -snelheid, maar niet zo direct op de lasstabiliteit en -tolerantie.
Het is dus belangrijk om een balans te vinden tussen lasprestaties en -kwaliteit en de breedte van het procesvenster. Het is vermeldenswaard dat de kwaliteit van de lasbundel kan worden verlaagd om aan specifieke behoeften te voldoen, maar dat een slechte kwaliteit van de lasbundel niet kan worden verbeterd.
Bij een inbranding van 0,25 inch zijn de lassnelheden van de bovengenoemde lasers vergelijkbaar. Optische vezels en schijven zijn sneller dan CO2terwijl diodes langzamer zijn.
Lassen met lasers met hoog vermogen vereist meestal twee ploegen, waardoor de aanschafkosten van de laser een factor van overweging zijn in het selectieproces. Hoewel CO2 laser wordt veel gebruikt en is bekend bij veel gebruikers, maar de kosten voor enkelvoudig lassen zijn aanzienlijk hoger dan die van vezel-, schijf- en diodelasers.
Vergeleken met plasma- en booglassen heeft laserlassen meer voordelen bij lastoepassingen die een doorsnede van meer dan 0,25 inch vereisen, omdat het de thermische vervorming sterk kan verminderen. Deze vermindering helpt om de geometrische vorm van het onderdeel te behouden, waardoor het niet meer nodig is om het opnieuw vorm te geven. Bijpassende onderdelen kunnen echter problemen veroorzaken bij deze dikte. Om dit te verhelpen kan een processtroom van draadvulling of een combinatie van laserlassen, plasmalassen en booglassen worden gebruikt.
Er zijn verschillende soorten laserbronnen beschikbaar voor laserlassen, elk met zijn unieke eigenschappen en geschiktheid voor specifieke vereisten.
Het is cruciaal voor gebruikers om goed te begrijpen welke laserbron het beste aan hun lasbehoeften kan voldoen.
Om een lassysteem te verkrijgen, is de optimale aanpak om samen te werken met de systeemleverancier, die voor jou de meest geschikte laser kan bepalen.
Je kunt ook contact opnemen met verschillende laserfabrikanten en geef ze lasmonsters om de optimale oplossing te bepalen.
Bij het kiezen van een laser is het belangrijk om in gedachten te houden dat lassen in balans moet zijn wat betreft penetratie, snelheid, stabiliteit, geschiktheid voor de productiedelen en tolerantie.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 