6 практических преимуществ портативных лазерных сварочных аппаратов
Портативный лазерный сварочный аппарат позволяет сократить время цикла, уменьшить тепловой ввод и упростить изготовление повторяемых соединений листового металла. Эти преимущества зависят от качества подгонки соединений, материала, уровня подготовки оператора, защитного газа и наличия контролируемого рабочего пространства, безопасного для работы с лазером. Наиболее убедительные аргументы в пользу использования этого оборудования можно получить в результате испытаний типовых деталей, а не на основании общего утверждения о том, что процесс “в четыре раза быстрее”.
Для руководителей производства вопрос прост: позволит ли данный процесс сократить общее время изготовления одной готовой сборки? Скорость перемещения имеет значение, но не менее важны такие факторы, как начальная приварка, расход присадочной проволоки, коррекция деформаций, шлифование, доработка и переналадка. При проведении пробной сварки стоит оценить шесть перечисленных ниже преимуществ.
В чём заключаются основные преимущества портативного лазерного сварочного аппарата?
| Преимущество | В чем заключается его ценность | Что необходимо проверить |
| Более высокая скорость движения | Повторяющиеся швы и производство партий среднего и большого объема | Время цикла для вашего конкретного соединения |
| Снижение тепловой нагрузки | Тонкий лист, видимые поверхности, детали, чувствительные к деформации | Плоскостность и зона термического воздействия |
| Повторяемые настройки | Опыт работы с различными операторами и повторяющиеся задания | Доступ к параметрам и план подготовки |
| Варианты подачи проволоки | Неравномерные зазоры и стыки, требующие заделки | Размер проволоки, диапазон зазора, стабильность подачи |
| Гибкость материала | Обработка стали, нержавеющей стали и алюминия | Сплав, толщина, отделка, газ |
| Несколько процессов | Сварка, а также отдельные работы по очистке или резке | Ограничения режимов и порядок переключения |
1. Более высокая скорость сварки для обеспечения стабильного качества при обработке листового металла
Концентрированный лазерный луч быстро образует небольшую зону плавления, что позволяет сваривать соответствующие стыковые, внахлестные и угловые соединения с большей скоростью перемещения, чем при выполнении многих ручных работ методом TIG. Это преимущество особенно заметно при изготовлении шкафов, кухонного оборудования, корпусов, кронштейнов и других узлов с длинными или повторяющимися швами.
Скорость следует измерять на этапе сборки. Быстрая сварка не приносит особой пользы, если из-за плохой подгонки возникают задержки или оператор тратит сэкономленное время на корректировку выравнивания. Во время испытаний фиксируйте время прихватки, время сварки, расход газа, время послесварочной обработки и количество брака. Это позволит вам получить достоверную оценку трудозатрат и производственной мощности, не прибегая к использованию коэффициентов, взятых из отчетов других заводов.
2. Меньшая тепловая нагрузка и меньшая деформация сварного шва
Благодаря узконаправленному тепловому воздействию при лазерной сварке зона термического влияния оказывается меньше, чем при многих традиционных ручных методах. При работе с тонкими панелями из нержавеющей стали и видимыми корпусами это позволяет уменьшить деформацию, изменение цвета, необходимость правки и шлифовки. Институт Fraunhofer IPK также отмечает снижение деформаций и улучшение внешнего вида шва в качестве практических преимуществ ручной лазерной сварки.
Этот эффект по-прежнему зависит от набора параметров. Мощность, скорость перемещения, ширина сканирования, положение фокуса, защитный газ и конструкция соединения должны быть согласованы между собой. Практическая цель заключается в получении стабильного шва с достаточной глубиной проварки и ограниченным распространением тепла, а не в достижении максимальной мощности. См. Обзор института Fraunhofer IPK для рассмотрения процесса с независимой точки зрения.
3. Более простая настройка процесса и более стабильные результаты
Сохраненные рецепты и настраиваемые параметры позволяют сократить время настройки для повторяющихся комбинаций материалов и толщин. После выработки проверенной процедуры операторы получают более четкие исходные значения для мощности лазера, ширины сканирования, скорости и расхода газа. Это помогает производственной команде добиваться одинаковых результатов при обработке разных партий.
“Простота освоения” ни в коем случае не должна означать “обучение не требуется”. Операторам по-прежнему необходимо пройти инструктаж по подготовке соединений, углу наклона горелки, расстоянию до материала, выбору параметров, распознаванию дефектов и технике безопасности при работе с лазером. Демонстрация, проводимая поставщиком, должна включать как чистый, идеально подходящий образец, так и реальную серийную деталь с допусками, с которыми ваша команда сталкивается ежедневно.
4. Подача проволоки при более широких зазорах в шве
Автогенная лазерная сварка дает наилучшие результаты при плотном прилегании деталей. Устройство подачи проволоки добавляет присадочный металл в те места соединения, где требуется увеличить объем, что позволяет сваривать соединения с большим зазором и обеспечивает нужную форму шва при выполнении определенных стыковых, угловых и угловых соединений. Стабильность подачи имеет не меньшее значение, чем номинальный диаметр проволоки, особенно в случае с мягкой алюминиевой проволокой.
Покупателям следует проверить, является ли подаватель одно- или двухпроводным, какие диаметры проволоки он поддерживает и как приводной механизм справляется с предполагаемой заправкой. Крепежное устройство по-прежнему должно надежно удерживать соединение. Подача проволоки расширяет диапазон возможных технологических параметров, но не заменяет грамотную подготовку детали.
5. Гибкая сварка различных видов металлов и различных толщин
Портативные сварочные аппараты с волоконным лазером обычно применяются к углеродистой стали, нержавеющей стали и алюминию. Для каждого материала требуется свой набор параметров. Алюминий быстро проводит тепло и может быть чувствителен к состоянию поверхности; при обработке нержавеющей стали, когда важен внешний вид, часто целесообразно контролировать подачу тепла; углеродистая сталь требует надлежащей защиты и соответствующей подготовки поверхности.
Одной только номинальной мощности недостаточно для подтверждения эксплуатационных характеристик. Попросите поставщика указать в комплекте чертежей точный состав сплава, минимальную и максимальную толщину, тип соединения и состояние поверхности. Проверьте глубину проварки, пористость, подрезы, профиль шва, деформацию и соответствие любым механическим требованиям. Макросечение или разрушающее испытание гораздо полезнее, чем отполированный образец из выставочного зала.
6. Встроенные функции сварки, очистки и резки
Некоторые портативные платформы сочетают в себе функции сварки, очистки поверхностей, очистки сварных швов и ограниченной резки. Это может быть полезно для ремонтных цехов, мелкосерийного производства и мастерских, где требуется выполнение нескольких процессов, но приобретение отдельного станка для каждой задачи нецелесообразно. Использование одной платформы также позволяет сократить занимаемую площадь и упростить процесс ознакомления оператора с основными принципами работы.
Рассматривайте каждый режим как четко определенный процесс, а не как общий дополнительный вариант. Уточните ширину сканирования, совместимую оптику, рабочий цикл, этапы переключения и ожидаемый результат очистки или резки. Многофункциональное устройство оправдывает себя, когда эти дополнительные режимы соответствуют реальной еженедельной рабочей нагрузке.
Портативный лазерный сварочный аппарат по сравнению с TIG и MIG
| Фактор принятия решения | Ручная лазерная сварка | TIG | MIG |
| Оптимальный вариант | Повторяемые швы на листовом металле; низкая деформация; аккуратная отделка | Точная работа; широкий спектр процедур; точное ручное управление | Увеличение объема наплавки; конструкция и общие принципы изготовления |
| Подвод тепла | Концентрированный и относительно низкий при правильной настройке | Под контролем, но зачастую медленнее | Общий тепловой приток зависит от режима теплопередачи |
| Монтаж | Предпочтительна плотная посадка; подача проволоки позволяет увеличить зазор | Наполнитель может заполнять заданные зазоры | В целом переносится хорошо при надлежащей подготовке |
| Обучение | Более короткий путь к стабильному перемещению подходящих деталей; требуется обучение работе с лазером | Высокий уровень мастерства для обеспечения стабильного качества | Требуются умеренные навыки ручной работы; необходимо знание технологического процесса |
| Рабочая зона | Требуется зона с контролируемым использованием лазеров 4-го класса | Требуются средства управления дуговой сваркой | Требуются средства управления дуговой сваркой |
Чтобы подробнее ознакомиться с особенностями сканирования и управлением процессом сварки, ознакомьтесь со статьей о преимущества колеблющейся сварочной головки.
В каких случаях следует выбирать портативный лазерный сварочный аппарат?
Ручной лазерный сварочный аппарат — отличный выбор, если ваша работа включает повторяющиеся металлические сборки, видимые швы, тонкий и средней толщины листовой металл, а также значительный объем работ по финишной обработке. Сварка MIG может оставаться более подходящим производственным инструментом в тех случаях, когда преобладает интенсивное наплавление присадочного материала. Сварка TIG по-прежнему ценится там, где большую роль играют отработанные процедуры, доступ к детали или точное ручное управление. Многие предприятия используют все три метода сварки в разных производственных ячейках.
Отправьте поставщику пакет производственной документации, включающий:
- Марки материалов и доля работ по материалам
- Минимальная, средняя и максимальная толщина
- Типы соединений, диапазон зазоров, допуски и состояние приспособлений
- Типовые чертежи, а также примеры простых и сложных деталей
- Требуемый внешний вид бортика, глубина проникновения, прочность и последующая отделка
- Предполагаемый размер партии, количество смен, годовой объем производства и целевое время цикла
- Наличие защитного газа, электроснабжения, системы вытяжки и площади помещения
- Обучение операторов, меры по контролю за использованием лазеров и критерии приемочных испытаний
Приемочное испытание должно точно воспроизводить ваши стандартные процедуры подготовки соединения и рабочий процесс оператора. Зафиксируйте время цикла и проверьте сварной шов на соответствие зафиксированным критериям. Таким образом, решение о покупке будет основано на квалификации технологического процесса, а не на сравнении рекламных брошюр.
Требования к безопасности при ручной лазерной сварке
Ручная лазерная сварка не обязательно безопаснее, чем сварка методами TIG или MIG. Типичный промышленный ручной сварочный лазер относится к источнику излучения класса 4. Прямое и отражённое излучение может нанести вред глазам и коже, а раскалённый металл, дым, огонь, электрическая энергия и сжатый газ по-прежнему остаются факторами, которые необходимо учитывать при оценке рисков.
FDA классифицирует изделия 4-го класса как представляющие непосредственную опасность для глаз и кожи вследствие воздействия прямых или отраженных лучей, а также как потенциально пожароопасные. Поэтому для надлежащей установки необходимы: контролируемая зона работы с лазером или сертифицированное защитное ограждение, прошедшие обучение и имеющие соответствующие разрешения операторы, подходящие защитные очки для работы с лазером, меры по контролю луча и отражений, блокировки (где это применимо), система удаления дыма, меры противопожарной безопасности и задокументированные процедуры. Ознакомьтесь с Часто задаваемые вопросы о безопасности лазеров от FDA а также местные нормативные требования до начала производства.
Заключение
Преимущества лучшего портативного лазерного сварочного аппарата проявляются в экономической эффективности готовых деталей: более быстрая сварка качественных швов, меньшая деформация, повторяемость настроек, меньший объем последующей обработки и более гибкое производство. Нынешний Портативный аппарат для лазерной сварки на волоконном лазере серии HWM Доступен в конфигурациях мощностью 1,5, 2 и 3 кВт. В текущих справочных данных указаны толщины сварного шва 4, 5 и 7 мм для нержавеющей и углеродистой стали, а также 4, 5 и 6 мм для алюминия соответственно. Фактические результаты зависят от сплава, конструкции соединения, посадки деталей, защитного газа, скорости и настроек процесса.
В текущей конфигурации мощностью 1,5–3 кВт сварочная головка весом 0,65 кг и кабель горелки длиной 10 м обеспечивают возможность перемещения вокруг длинных или нестандартных узлов. Однопроволочная подача обеспечивает зазор в шве до 1,2 мм, а опция с двумя проволоками расширяет указанный диапазон зазоров до 2,0 мм. Платформа может переключаться между режимами сварки, очистки поверхности, очистки сварного шва и резки, при этом каждый режим подчиняется указанным рабочим ограничениям.
Если у вас есть пакет чертежей, пришлите информацию о марке материала, толщине, зазоре в стыке, требуемом результате сварки и годовом объеме на СЭНФЭН. Техническая команда может провести тестирование репрезентативных образцов и помочь вам сформулировать критерии приемочных испытаний. Такие данные гораздо полезнее общих заявлений о скорости — к тому же вы получаете конфигурацию, построенную на основе тех компонентов, которые вы действительно продаете.
Часто задаваемые вопросы
В чём заключаются основные преимущества ручного лазерного сварочного аппарата?
К основным преимуществам относятся более высокая скорость сварки на подходящих соединениях, точечный ввод тепла, меньшая деформация, повторяемость настроек, сокращение объема последующей обработки, а также гибкие возможности подачи проволоки или многопроцессные режимы.
Является ли ручная лазерная сварка более быстрой, чем сварка методом TIG?
При обработке повторяющихся швов на листовом металле этот метод может быть быстрее, однако реальный выигрыш во времени зависит от подгонки деталей, конструкции соединения, материала и времени, необходимого для финишной обработки. Убедитесь в этом, проведя пробную обработку образца с хронометражем.
Можно ли с помощью ручного лазерного сварочного аппарата сваривать алюминий?
Да. При использовании алюминиевой проволоки необходимо обеспечить соответствующую мощность, скорость, подготовку поверхности, защитный газ и стабильную подачу присадочной проволоки.
Какой зазор в стыке может обрабатывать ручной лазерный сварочный аппарат?
Предельное значение зависит от модели и питающего устройства. Согласно текущим справочным данным по модели SENFENG HWM мощностью 1,5–3 кВт, предельное значение составляет до 1,2 мм при использовании одной проволоки и до 2,0 мм при использовании двух проволок.
Безопасен ли в использовании портативный лазерный сварочный аппарат?
Безопасная эксплуатация данного оборудования возможна только при наличии систем управления лазером класса 4, прошедших соответствующую подготовку операторов, надлежащих средств индивидуальной защиты, средств контроля луча и отражения, системы вытяжки, а также задокументированных процедур.
