1. Was stellt die Schweißgeschwindigkeit ein?
Die Laserschweißgeschwindigkeit ist keine einzelne Zahl. Es hängt von fünf interagierenden Elementen ab:
Laserleistung und -modus. Höhere Leistung und kontinuierlicher Wellenmodus ermöglichen im Allgemeinen eine schnellere Bewegung als das Schweißen mit niedriger Leistung oder gepulstem Mikroschweißen.
Material und Dicke. Dichte oder stark reflektierende Legierungen wie Aluminium und Kupfer erfordern in der Regel geringere Geschwindigkeiten als Kohlenstoffstahl bei gleicher Dicke. Dickere Abschnitte erfordern mehr Energie pro Längeneinheit.
Gemeinsame Gestaltung und Anpassung-. Beim autogenen Laserschweißen werden enge Spalte bevorzugt. Je gerader und besser-das Gelenk sitzt, desto schneller können Sie ohne Mängel laufen.
Strahlqualität und Fokusposition. Ein kleiner, stabiler Fokus in der Gelenkebene konzentriert die Energie und unterstützt höhere Geschwindigkeit.
Schutz- und Hilfsgas. Die richtige Auswahl und Strömung des Gases verbessert den Schmelzausstoß und die Oberflächenqualität und ermöglicht höhere Geschwindigkeiten ohne Oxidation.
2. Typische Geschwindigkeitsbereiche beim Faserlaserschweißen
Die folgenden Zahlen sind repräsentative Bereiche für Dauerstrich-Faserlaser mit guter Passform und angemessener Abschirmung. Die tatsächlichen Ergebnisse hängen von Leistung, Optik, Gelenkgeometrie und Qualitätszielen ab.
Feinblech 0,2 bis 1,0 mm
– Edelstahl oder Kohlenstoffstahl: etwa 5 bis 15 m pro Minute mit 1 bis 3 kW.
– Aluminiumlegierungen: ca. 3 bis 10 m pro Minute bei 2 bis 4 kW aufgrund höherer Reflektivität.
– Gepulstes Mikro-schweißen für elektronische oder medizinische Teile: üblicherweise unter 1 m pro Minute, da Präzision und nicht Geschwindigkeit im Vordergrund stehen.
Mittlere Dicke 1 bis 3 mm
– Edelstahl und Kohlenstoffstahl: etwa 1 bis 5 m pro Minute mit 2 bis 6 kW.
– Aluminium: ca. 0,8 bis 3 m pro Minute bei 3 bis 6 kW.
Dicke Platte 4 bis 6 mm und mehr
– Stahl bei 4 bis 6 mm: ca. 0,5 bis 2 m pro Minute mit 4 bis 8 kW im Schlüssellochmodus.
– Abschnitte über 6 mm: ca. 0,2 bis 1,0 m pro Minute mit 6 bis 12 kW, je nach Fugenzugang und Qualitätsanforderungen.
Hinweis zum Modus
– Der Konduktionsmodus (flachere Schmelze ohne vollständiges Schlüsselloch) liefert hervorragende kosmetische Ergebnisse, jedoch bei niedrigeren Maximalgeschwindigkeiten für eine gegebene Eindringtiefe.
– Der Schlüssellochmodus ermöglicht ein tiefes Eindringen bei höheren Geschwindigkeiten, vorausgesetzt, die Stabilität bleibt erhalten.
3. Effizienz im Vergleich zum herkömmlichen Schweißen
Geschwindigkeit und Zykluszeit
– Im Vergleich zum WIG-Schweißen ist das Laserschweißen bei vergleichbaren Verbindungen und Dicken in der Regel zwei- bis zehnmal schneller, da es die Energie konzentriert und keinen Füllstoffauftrag erfordert.
– Im Vergleich zu MIG: Der Laser läuft bei dünnen und mittleren Blechen für durchgehende Nähte oft 1,5 bis 5 Mal schneller. Bei sehr dicken Kehlnähten mit großen Lücken kann MIG mit hohem -Auftrag konkurrenzfähig sein.
Wärmeeintrag und Verformung
– Der Laser verbraucht eine geringere Gesamtwärmezufuhr pro Längeneinheit, was zu einer kleineren Wärmeeinflusszone, weniger Verformung und weniger Richt- oder Nachbearbeitungsschritten führt.
Nachbearbeitung-
– Schmale Nähte und saubere Oberflächen reduzieren oder eliminieren das Schleifen und Polieren und verkürzen so die nachgelagerte Zykluszeit.
Arbeit und Automatisierung
– Laser lassen sich problemlos in CNC oder Roboter integrieren und ermöglichen einen kontinuierlichen Betrieb mit hoher Wiederholgenauigkeit und weniger Bedienereingriffen.
Verbrauchsmaterialien und Energie
– Autogenes Laserschweißen erfordert in vielen Fällen keinen Zusatzdraht, Flussmittel oder große Mengen Schutzgas, was den Verbrauch von Verbrauchsmaterialien senkt.
– Moderne Faserlaser haben einen hohen elektrischen Wirkungsgrad, sodass die Energie pro Gutteil oft niedriger ist, wenn die Parameter optimiert werden.
Qualität und Ertrag
– Eine hohe Strahlstabilität und eine Leistungsregelung mit geschlossenem Regelkreis können die Ausbeute beim ersten{1}Durchlauf verbessern und den effektiven Durchsatz weiter steigern.
4. Wenn traditionelle Verfahren immer noch vorzuziehen sind
– Große Lücken, schlechte Passung oder sehr dicke Kehlnähte können MIG mit hohen Abschmelzraten oder WIG mit mehreren Durchgängen begünstigen.
– Materialien oder Beschichtungen, die eine Lückenüberbrückung oder ein Benetzungsverhalten erfordern, das über das hinausgeht, was ein Autogenlaser bieten kann, erfordern möglicherweise Fülldraht- oder Hybridlaser-{0}}Lichtbogenschweißen.
– Geringere Kapitalbudgets und sehr kleine Produktionsmengen können konventionelle Methoden trotz langsamerer Geschwindigkeiten praktischer machen.
5. Praktische Schritte zur Maximierung der Geschwindigkeit und Effizienz des Laserschweißens
– Laserleistung und Fokusposition an die Fugentiefe anpassen; Halten Sie die Brennebene leicht unter der oberen Oberfläche, um eine stabile Stichlochschweißung zu gewährleisten.
– Halten Sie die Linse und das Schutzfenster sauber, um die Strahlqualität zu erhalten.
– Gelenkspalt kontrollieren; Halten Sie bei dünnen Blechen die Abstände normalerweise unter 0,1 mm, um eine gleichmäßige Eindringung bei hoher Geschwindigkeit zu gewährleisten.
– Schutzgas und Durchfluss sorgfältig auswählen; Stickstoff oder Argon für rostfreie Stähle, Heliummischungen für anspruchsvolle Wärmeleitungs- oder kosmetische Anforderungen.
– Optimieren Sie die Pfadplanung, das Ein- und Ausfahren-und verwenden Sie bei Bedarf Strahlwackeln oder Oszillation, um kleine Lücken ohne Geschwindigkeitseinbußen zu tolerieren.
– Validieren Sie Parameter mit kurzen Design--of-Experimenten, bevor Sie sie auf die Produktion skalieren.
Abschluss
Das Laserschweißen kann von unter 1 m pro Minute beim Präzisionsimpuls-Mikroschweißen bis zu mehr als 10 m pro Minute bei dünnen Blechen mit Dauerstrich-Faserlasern erfolgen. Im Vergleich zu WIG und MIG bietet es in der Regel viel höhere Verfahrgeschwindigkeiten, einen geringeren Wärmeeintrag, weniger Nachbearbeitung und ein überlegenes Automatisierungspotenzial. Die Auswahl des richtigen Modus, der richtigen Optik, des richtigen Gases und der richtigen Vorrichtung ermöglicht es Herstellern, die Nenngeschwindigkeit in tatsächliche Produktivität umzusetzen und gleichzeitig eine hohe Schweißqualität aufrechtzuerhalten.
– Rayther Laser Lyra Zhang
https://www.raytherlasercutter.com/laser-welding-machine/laser-welder-welding-machine.html