Vzhledem k tomu, že moderní výrobní odvětví stále více vyžadují přesné zpracování a efektivní výrobu, technologie laserového svařování si rychle získala oblibu v různých odvětvích. Od automobilového a leteckého průmyslu až po lékařské přístroje a elektroniku, laserové svařovací stroje mění tradiční metody svařování. Laserové svařování nabízí jedinečné výhody, jako je vysoká přesnost, vysoká účinnost a minimální tepelně ovlivněné zóny, což z něj činí preferovanou volbu pro mnoho průmyslových odvětví.
V tomto článku se seznámíme se základními součástmi laserového svařovacího stroje a vysvětlíme vám principy jeho fungování, abychom vám pomohli lépe porozumět tomuto modernímu zařízení.
1. Přehled laserového svařovacího stroje
Laserové svářečky používají laserový paprsek jako zdroj tepla k roztavení a spojení dvou kovových dílů. Ve srovnání s tradičním obloukovým svařováním má laserové svařování několik výhod: vyšší rychlost svařování, menší tepelně ovlivněnou zónu a vyšší kvalitu svaru. Laserové svařování lze navíc automatizovat a je vhodné pro svařování dílů složitých tvarů a malých objemů. To výrazně zvyšuje efektivitu výroby a přesnost svařování.
Princip činnosti laserového svařování spočívá v použití laserového generátoru, který generuje laserový paprsek, jenž je optickým systémem zaměřen na povrch obrobku. Laser zahřívá kov na teplotu tání a vytváří lokální roztavenou louži. Jak laser pokračuje v ozařování roztavené lázně, roztavená lázeň se rozšiřuje a kov se ochlazuje a tuhne, čímž se dokončí proces svařování.
2. Základní součásti laserového svařovacího stroje
2.1 Laserový generátor
Laserový generátor je "srdcem" laserové svářečky. Jeho hlavní funkcí je generovat laserový paprsek. Laserový generátor excituje laserové médium, aby vyzařovalo laser prostřednictvím mechanismů, jako je proud a napětí, a laserový paprsek je přenášen na povrch obrobku prostřednictvím optického systému.
V současné době existují tři hlavní typy laserových generátorů: pevné lasery, plynové lasery a vláknové lasery. Každý typ má jiný princip fungování, ale dokáže produkovat lasery s vysokou intenzitou a jasem.
Vláknové lasery: Vláknové lasery jsou nejpoužívanějším typem laserových generátorů. Vláknové lasery mají vysokou účinnost elektrooptické konverze, dlouhou životnost a vysokou přizpůsobivost. Vláknové lasery mohou přenášet laserové paprsky přes optická vlákna s menším ohniskem, což je ideální pro přesné svařování.
CO2 lasery: CO2 lasery používají jako laserové médium plyn CO2 a vyzařují lasery s delší vlnovou délkou, které jsou vhodné pro svařování určitých materiálů, ale mají nižší přesnost než vláknové lasery.
Lasery YAG: Lasery YAG používají jako laserové médium granát yttria a hliníku (YAG). Jsou známé svým vysokým laserovým výkonem a stabilitou, takže jsou ideální pro svařování kovů.
2.2 Optický systém
Optický systém je klíčovou součástí, která přenáší a zaostřuje laserový paprsek v laserové svářečce. Skládá se z komponent, jako jsou laserové čočky, zrcadla a zaostřovací čočky. Laserový paprsek generovaný laserovým generátorem je veden řadou zrcadel na zaostřovací čočku, která jej zaostří na obrobek.
Laserové čočky: Ty se používají k zaměření laseru na velmi malé místo. Ohnisková vzdálenost čočky se nastavuje tak, aby se reguloval průměr laserového paprsku, což ovlivňuje kvalitu svaru.
Zrcadla: Zrcadla přesměrovávají laserový paprsek po různých drahách, čímž zajišťují, že paprsek dosáhne požadované oblasti pro svařování.
2.3 Zaostřování a zaostřovací systém
Velikost ohniska laserového paprsku významně ovlivňuje kvalitu svařování. Fokusační systém řídí ohnisko laserového paprsku, které ovlivňuje hloubku a šířku svařování. Obecně platí, že menší průměr ohniska je vhodný pro přesné svařování, zatímco větší průměr ohniska je vhodnější pro svařování v širokém rozsahu.
Řízení zaostření se obvykle provádí nastavením polohy zaostřovací čočky. Přesná kontrola zaostření je zásadní pro zajištění konzistentní hloubky a kvality svařování.
2.4 Laserové skenování Galvo
Laserový skenovací galvosystém je zodpovědný za řízení dráhy laserového paprsku v laserovém svařovacím zařízení. Pomocí dvou vysokorychlostních rotujících zrcadel se laserový paprsek může rychle pohybovat po obrobku, což umožňuje přesné svařování na různých místech. Rychlost a přesnost galvo systému přímo ovlivňují účinnost a kvalitu svařování.
Tento skenovací systém se často používá v případech, kdy je třeba rychle měnit svařovací dráhy nebo kdy jsou vyžadovány složité svařovací trajektorie. Díky rychlé odezvě je galvo systém ideální pro vysokorychlostní svařování.
2.5 Svařovací hlava
Svařovací hlava je součást, která přichází do styku s obrobkem v laserovém svařovacím stroji. Obvykle zahrnuje zaostřovací čočku, ochrannou čočku a systém ochrany proti plynu. Hlavní funkcí svařovací hlavy je zaostřit laser na povrch obrobku a chránit oblast svařování pomocí ochranného plynu, aby se zabránilo oxidaci a znečištění.
Ochranný plyn: Ochranný plyn (např. dusík nebo argon) se používá k ochraně svařovacího prostoru během laserového svařování. Zabraňuje působení vzduchu, čímž snižuje riziko vzniku vad, jako je pórovitost a oxidace. Průtok a čistota ochranného plynu jsou zásadní pro dosažení vysoce kvalitních svarů.
Plynové trysky: Prostřednictvím plynových trysek je ochranný plyn rovnoměrně rozváděn po svařovací ploše, což dále zajišťuje kvalitu svaru.
2.6 Řídicí systém
Řídicí systém je "mozkem" laserového svařovacího stroje, který je zodpovědný za řízení procesu svařování. Zahrnuje funkce, jako jsou systémy CNC (Computer Numerical Control), řízení výstupního výkonu laseru a nastavení parametrů svařování. Přesnost a flexibilita řídicího systému určuje stabilitu svařovacího procesu a výslednou kvalitu svaru.
Moderní laserové svařovací stroje jsou vybaveny pokročilými CNC systémy pro přesné řízení výkonu, rychlosti a dráhy laseru. Nastavením těchto parametrů lze s vysokou přesností svařovat různé materiály a tloušťky.
2.7 Vodní chladicí systém
Vzhledem k vysokému energetickému výkonu laseru vzniká při svařování velké množství tepla. Pro zachování normálního provozu a prevenci přehřátí je nezbytný účinný chladicí systém. Vodní chladicí systém cirkuluje chladicí kapalinu, která pohlcuje teplo generované zařízením, a zajišťuje, že klíčové součásti, jako je laserový generátor, zůstávají v rozmezí své provozní teploty.
3. Princip činnosti laserového svařovacího stroje
Proces laserového svařování lze rozdělit do několika klíčových kroků:
3.1 Laserový generátor vytváří laserový paprsek: Laserový generátor excituje laserové médium a emituje vysoce intenzivní laserový paprsek.
3.2 Laserový paprsek je přenášen optickým systémem: Laserový paprsek prochází zrcadly a zaostřovacími čočkami a nakonec je zaostřen na malý bod.
3.3 Laser ohřívá kov a vytváří roztavenou louži: Když laserový paprsek dopadne na povrch kovu, kov se rychle zahřeje na bod tání a vytvoří se roztavená lázeň.
3.4 Tavenina se ochladí a vytvoří svar: Při pohybu laserového paprsku roztavená lázeň postupně tuhne a vytváří odolný svarový spoj.
3.5 Je použit stínicí plyn: Během svařování je ochranný plyn veden do svařovací zóny, což zabraňuje oxidaci a kontaminaci a zajišťuje kvalitní výsledky.
Závěr
Laserový svařovací stroj je klíčovým nástrojem v moderní výrobě, který nabízí vynikající výkon a všestrannost v různých průmyslových odvětvích. Pochopíte-li základní komponenty a principy fungování tohoto zařízení, můžete lépe ocenit jeho výhody a způsob, jakým může optimalizovat vaši výrobu. Pokud zvažujete investici do laserové svářečky, ať už se jedná o 1000W model na prodej nebo od renomovaného výrobce, je tato pokročilá technologie cennou investicí.
Doufáme, že vám tento článek pomohl pochopit fungování laserové svářečky. Pokud máte jakékoli dotazy nebo chcete získat více informací o našich produktech, neváhejte nás kontaktovat.