1. อะไรเป็นตัวกำหนดความเร็วในการเชื่อม
ความเร็วการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไม่ใช่ตัวเลขตัวเดียว ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบการโต้ตอบห้าองค์ประกอบ:
กำลังเลเซอร์และโหมด โดยทั่วไปโหมดกำลังสูงและคลื่นต่อเนื่องช่วยให้เคลื่อนที่ได้เร็วกว่าการเชื่อมไมโคร-แบบพัลส์หรือกำลังต่ำ
วัสดุและความหนา โลหะผสมที่มีความหนาแน่นหรือสะท้อนแสงสูง เช่น อลูมิเนียมและทองแดง มักต้องการความเร็วที่ช้ากว่าเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีความหนาเท่ากัน ส่วนที่หนาขึ้นต้องใช้พลังงานมากขึ้นต่อความยาวหน่วย
ออกแบบร่วมกันและพอดี- การเชื่อมด้วยเลเซอร์อัตโนมัติต้องการช่องว่างที่แน่น ยิ่งข้อต่อตรงและดียิ่งขึ้น- คุณก็จะวิ่งได้เร็วยิ่งขึ้นโดยไม่มีข้อบกพร่อง
คุณภาพลำแสงและตำแหน่งโฟกัส การโฟกัสขนาดเล็กและมั่นคงในระนาบข้อต่อจะรวมพลังงานและรองรับความเร็วที่สูงขึ้น
ป้องกันและช่วยเหลือก๊าซ การเลือกก๊าซและการไหลของก๊าซที่เหมาะสมช่วยปรับปรุงการดีดตัวของหลอมเหลวและคุณภาพพื้นผิว ทำให้มีความเร็วที่สูงขึ้นโดยไม่มีการเกิดออกซิเดชัน
2. ช่วงความเร็วทั่วไปด้วยการเชื่อมด้วยไฟเบอร์เลเซอร์
ตัวเลขด้านล่างนี้คือช่วงที่เป็นตัวแทนของเลเซอร์ไฟเบอร์แบบคลื่นต่อเนื่องที่มีการพอดี{0}}และการป้องกันที่เหมาะสม ผลลัพธ์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับกำลัง เลนส์ รูปทรงข้อต่อ และเป้าหมายคุณภาพ
แผ่นบาง 0.2 ถึง 1.0 มม
– สแตนเลสหรือเหล็กกล้าคาร์บอน: ประมาณ 5 ถึง 15 ม. ต่อนาที ที่ 1 ถึง 3 kW
– อลูมิเนียมอัลลอยด์: ประมาณ 3 ถึง 10 ม. ต่อนาที โดยมีค่า 2 ถึง 4 kW เนื่องจากการสะท้อนแสงที่สูงขึ้น
– การเชื่อมพัลส์ไมโคร-สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หรือทางการแพทย์: โดยทั่วไปจะต่ำกว่า 1 เมตรต่อนาที เนื่องจากให้ความสำคัญกับความแม่นยำ ไม่ใช่ความเร็ว
ความหนาปานกลาง 1 ถึง 3 มม
– สแตนเลสและเหล็กกล้าคาร์บอน: ประมาณ 1 ถึง 5 เมตรต่อนาที ที่ 2 ถึง 6 kW
– อะลูมิเนียม: ประมาณ 0.8 ถึง 3 เมตรต่อนาที ที่ 3 ถึง 6 kW
แผ่นหนา 4 ถึง 6 มม. ขึ้นไป
– เหล็กที่ 4 ถึง 6 มม.: ประมาณ 0.5 ถึง 2 ม. ต่อนาที ด้วย 4 ถึง 8 kW ในโหมดรูกุญแจ
– ส่วนที่มีขนาดสูงกว่า 6 มม.: ประมาณ 0.2 ถึง 1.0 ม. ต่อนาที ด้วยกำลัง 6 ถึง 12 kW ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการเข้าถึงข้อต่อและคุณภาพ
บันทึกโหมด
– โหมดการนำความร้อน (การหลอมแบบตื้นโดยไม่มีรูกุญแจเต็ม) ให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมแต่ใช้ความเร็วสูงสุดที่ต่ำกว่าสำหรับการเจาะที่กำหนด
– โหมดรูกุญแจช่วยให้เจาะลึกได้ลึกด้วยความเร็วสูง โดยยังคงรักษาความเสถียรไว้
3. ประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับการเชื่อมแบบเดิม
ความเร็วและรอบเวลา
– เมื่อเทียบกับ TIG: โดยทั่วไปการเชื่อมด้วยเลเซอร์จะเร็วกว่า 2 ถึง 10 เท่าสำหรับข้อต่อและความหนาที่เทียบเคียงได้ เนื่องจากการเชื่อมจะรวมพลังงานไว้และไม่จำเป็นต้องสะสมฟิลเลอร์
– เมื่อเทียบกับ MIG: เลเซอร์มักจะทำงานเร็วกว่า 1.5 ถึง 5 เท่าบนแผ่นบางและขนาดกลางเพื่อการเย็บต่อเนื่อง บนรอยเชื่อมเนื้อหนามากและมีช่องว่างขนาดใหญ่ MIG การสะสมสูง-สามารถแข่งขันได้
อินพุตความร้อนและการบิดเบือน
– เลเซอร์ใช้ความร้อนโดยรวมที่ป้อนต่อความยาวหน่วยที่ต่ำกว่า ทำให้มีโซนที่ได้รับผลกระทบความร้อนน้อยลง- การบิดเบี้ยวน้อยลง และขั้นตอนการยืดผมหรือการทำงานซ้ำน้อยลง
โพสต์-การประมวลผล
– ตะเข็บแคบและพื้นผิวที่สะอาดช่วยลดหรือขจัดการเจียรและขัดเงา ส่งผลให้รอบเวลาดาวน์สตรีมสั้นลง
แรงงานและระบบอัตโนมัติ
– เลเซอร์ผสานรวมเข้ากับ CNC หรือหุ่นยนต์ได้อย่างง่ายดาย ช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยมีความสามารถในการทำซ้ำสูงและการแทรกแซงของผู้ปฏิบัติงานน้อยลง
วัสดุสิ้นเปลืองและพลังงาน
– การเชื่อมด้วยเลเซอร์อัตโนมัติไม่จำเป็นต้องใช้ลวดเติม ฟลักซ์ หรือก๊าซป้องกันปริมาณมากในหลาย ๆ กรณี ส่งผลให้สิ้นเปลืองน้อยลง
– เลเซอร์ไฟเบอร์สมัยใหม่มีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูง ดังนั้นพลังงานต่อชิ้นส่วนที่ดีมักจะลดลงเมื่อมีการปรับพารามิเตอร์ให้เหมาะสม
คุณภาพและผลผลิต
– ความเสถียรของไฟสูงและ-การควบคุมกำลังไฟแบบลูปปิดสามารถปรับปรุง-อัตราการส่งผ่านครั้งแรก ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณงานที่มีประสิทธิภาพอีกด้วย
4. เมื่อกระบวนการแบบเดิมยังคงเป็นที่นิยม
– ช่องว่างขนาดใหญ่ รอยเชื่อมไม่พอดี- หรือรอยเชื่อมเนื้อหนามากอาจเหมาะกับ MIG ที่มีอัตราการสะสมสูงหรือ- TIG ผ่านหลายจุด
– วัสดุหรือการเคลือบที่ต้องการการเชื่อมช่องว่างหรือพฤติกรรมการทำให้เปียกเกินกว่าที่เลเซอร์อัตโนมัติสามารถให้ได้อาจต้องใช้ลวดตัวเติมหรือการเชื่อมอาร์กเลเซอร์แบบไฮบริด-
– งบประมาณเงินทุนที่ลดลงและปริมาณการผลิตที่น้อยมากสามารถทำให้วิธีการแบบเดิมๆ ใช้งานได้จริงมากขึ้น แม้ว่าความเร็วจะช้าลงก็ตาม
5. ขั้นตอนการปฏิบัติเพื่อเพิ่มความเร็วและประสิทธิภาพการเชื่อมด้วยเลเซอร์
– จับคู่กำลังเลเซอร์และตำแหน่งโฟกัสกับความลึกของข้อต่อ ให้ระนาบโฟกัสอยู่ต่ำกว่าพื้นผิวด้านบนเล็กน้อยเพื่อการเชื่อมรูกุญแจที่มั่นคง
– รักษาความสะอาดของเลนส์และหน้าต่างป้องกันเพื่อรักษาคุณภาพของลำแสง
– ควบคุมช่องว่างของข้อต่อ บนแผ่นบาง ให้เว้นช่องว่างไว้ต่ำกว่า 0.1 มม. เพื่อการเจาะทะลุที่สม่ำเสมอด้วยความเร็วสูง
– เลือกก๊าซป้องกันและไหลอย่างระมัดระวัง ไนโตรเจนหรืออาร์กอนสำหรับเหล็กกล้าไร้สนิม ฮีเลียมผสมสำหรับการนำความร้อนที่ท้าทายหรือความต้องการด้านความสวยงาม
– เพิ่มประสิทธิภาพการวางแผนเส้นทาง นำ-เข้าและออก- และใช้ลำแสงโยกเยกหรือการแกว่งเมื่อจำเป็นเพื่อทนต่อช่องว่างเล็กๆ โดยไม่สูญเสียความเร็ว
– ตรวจสอบพารามิเตอร์ด้วยการออกแบบ-การทดลอง-แบบสั้นก่อนที่จะปรับขนาดเป็นการใช้งานจริง
บทสรุป
การเชื่อมด้วยเลเซอร์สามารถทำงานได้ตั้งแต่ต่ำกว่า 1 เมตรต่อนาทีในการเชื่อมแบบพัลส์ไมโคร-ที่มีความแม่นยำ จนถึงมากกว่า 10 เมตรต่อนาทีบนแผ่นบางด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์แบบคลื่นต่อเนื่อง เมื่อเปรียบเทียบกับ TIG และ MIG โดยทั่วไปแล้ว จะให้ความเร็วในการเคลื่อนที่ที่สูงกว่ามาก การป้อนความร้อนที่ต่ำกว่า ขั้นตอนหลัง-น้อยกว่า และศักยภาพของระบบอัตโนมัติที่เหนือกว่า การเลือกโหมด ออพติก ก๊าซ และฟิกซ์เจอร์ที่เหมาะสมช่วยให้ผู้ผลิตสามารถแปลงความเร็วที่กำหนดเป็นผลผลิตจริงในขณะที่ยังคงคุณภาพการเชื่อมไว้ในระดับสูง
-- เรย์เธอร์ เลเซอร์ ไลรา จาง