Wat is laserlassen? - Werken, typen en toepassingen

Wat is laserlassen?

Laserstraallassen (LBW) is een lastechniek die wordt gebruikt om stukken metaal of thermoplasten te verbinden door middel van een laser. De balk zorgt voor een geconcentreerde warmtebron, waardoor smalle, diepe lassen en hoge lassnelheden mogelijk zijn. Het is gebaseerd op lassen in sleutelgat- of penetratiemodus.

Laserlassen werkt in twee fundamenteel verschillende modi:geleidingsgelimiteerd lassen en sleutelgatlassen. De modus waarin de laserstraal interageert met het materiaal dat wordt gelast, hangt af van de vermogensdichtheid over de straal die het werkstuk raakt.

De processen worden vaak gebruikt in grootschalige toepassingen met automatisering, zoals in de auto-industrie. Het belangrijkste voordeel van laserlassen, vanwege de hoge energiedichtheid, is het vermogen om het gebied aan de randen van de verbinding te smelten, zonder een groot deel van het onderdeel te beïnvloeden.

Laserlassen is een smeltlasproces met hoge vermogensdichtheid dat lassen met een hoge aspectverhouding produceert met een relatief lage warmte-inbreng in vergelijking met booglasprocessen. Bovendien kan laserlassen "uit vacuüm" worden uitgevoerd en de glasvezellevering van nabij-infrarode solid-state laserstralen zorgt voor meer flexibiliteit in vergelijking met andere verbindingstechnologieën.

Apparatuur van laserstraalmachine

De belangrijkste onderdelen of uitrusting van laserstraallassen zijn:

• Lasermachine: Het is een machine die wordt gebruikt om een ​​laser te produceren voor het lassen. De belangrijkste onderdelen van de lasermachine worden hieronder weergegeven.
• Stroombron: Een hoogspanningsbron wordt over de lasermachine aangelegd om een ​​laserstraal te produceren.
• CAM: Het is een computerondersteunde fabricage waarbij de lasermachine is geïntegreerd met de computers om het lasproces uit te voeren. Alle controlerende actie tijdens het lasproces door laser wordt gedaan door CAM. Het versnelt het lasproces in grotere mate.
• CAD: Het wordt Computer-aided Design genoemd. Het wordt gebruikt om de taak voor lassen te ontwerpen. Hier worden computers gebruikt om het werkstuk te ontwerpen en hoe het lassen erop wordt uitgevoerd.
• Beschermgas: Tijdens het lasproces kan een beschermgas worden gebruikt om te voorkomen dat de w/p gaat oxideren.

Hoe werkt laserstraallassen?

Laserlassen is een proces dat wordt gebruikt om metalen of thermoplasten samen te voegen met behulp van een laserstraal om een ​​las te vormen. Omdat het zo'n geconcentreerde warmtebron is, kan laserlassen in dunne materialen worden uitgevoerd met hoge lassnelheden van meters per minuut, en in dikkere materialen kunnen smalle, diepe lassen tussen vierkante delen ontstaan.

Het laserstraallassen werkt volgens het principe dat wanneer de elektronen van een atoom worden geëxciteerd door enige energie te ontvangen. En als het na enige tijd terugkeert naar zijn grondtoestand, zendt het een foton van licht uit.

De concentratie van dit uitgezonden foton wordt verhoogd door de geëxciteerde emissie van straling en we krijgen een hoogenergetische gefocusseerde laserstraal. De lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling wordt een laser genoemd.

In eerste instantie wordt de lasmachine opgesteld (tussen de twee te verbinden metalen stukken) op de gewenste locatie. Bij een latere installatie wordt een hoogspanningsvoeding op de lasermachine toegepast om een ​​bewerking uit te voeren.

De lens wordt gebruikt om de laser scherp te stellen op het gebied waar gelast moet worden. CAM wordt gebruikt om de snelheid van de laser en de werkstuktafel tijdens het lasproces te regelen.

Het start de flitslamp van de machine en zendt lichtfotonen uit. De energie van lichtfotonen wordt geabsorbeerd door de atomen van robijnkristallen en elektronen worden opgewonden naar hun hogere energieniveaus. Wanneer ze terugkeren naar hun lage energietoestand of grondtoestand, zenden ze een foton van licht uit.

Dit lichtfoton stimuleert opnieuw de elektronen van het atoom en produceert twee fotonen. Dit proces gaat door en we krijgen een gerichte laserstraal die op de gewenste locatie wordt gebruikt om meerdere stukken aan elkaar te lassen.

Soorten gebruikte lasers

1. Gaslasers: Het gebruikt mengsels van gassen als lasermedium om laser te produceren. Als lasermedium worden mengsels van gassen zoals stikstof, helium en co2 gebruikt.
2. Solid-state laser: het gebruikt verschillende vaste media zoals synthetisch robijnkristal (chroom in aluminiumoxide), neodymium in glas (Nd:glas) en neodymium in yttrium-aluminium-granaat (Nd-YAG, het meest gebruikt).
3. Vezellaser: Het lasermedium in dit type laser is de optische vezel zelf.

Voordelen van laserstraalmachine

Nauwkeurige controle van de laserstraal biedt gebruikers verschillende voordelen ten opzichte van TIG, MIG en puntlassen:

• Lassterkte: De laserlas is smal met een uitstekende diepte-breedteverhouding en een hogere sterkte.
• Door warmte aangetaste zone: De door warmte aangetaste zone is beperkt en door snelle afkoeling wordt het omringende materiaal niet uitgegloeid.
• Metalen: Lasers lassen met succes koolstofstaal, hoogwaardig staal, roestvrij staal, titanium, aluminium en edele metalen, evenals ongelijksoortige materialen.
• Precisiewerk: De kleine, strak gecontroleerde laserstraal maakt nauwkeurig microlassen van miniatuurcomponenten mogelijk.
• Vervorming: Onderdelen hebben minimale vervorming of krimpen.
• Geen contact: Geen fysiek contact tussen het materiaal en de laserkop.
• Eenzijdig lassen: Laserlassen kan puntlassen vervangen dat slechts aan één kant toegankelijk is.
• Schroot: Laserlassen is controleerbaar en genereert kleine hoeveelheden schroot.

Nadelen van laserstraalmachine

• De lasapparatuur is duur, dus de kosten voor dit proces zijn hoog.
• Als het vulmateriaal nodig is, maar in dit proces wordt een beperkte hoeveelheid geproduceerd met het gebruik van vulmateriaal dat relatief duur is.
• Er zijn ook enkele nalasbewerkingen.
• Gewrichten moeten nauwkeurig zijdelings onder de balk worden gepositioneerd.
• De uiteindelijke positie van de verbinding is nauwkeurig uitgelijnd met het inslagpunt van de straal.
• De maximale lasdikte die met een laserstraal kan worden gelast, is enigszins beperkt.
• De materialen hebben een hoge thermische geleidbaarheid en reflectiviteit zoals Al- en Cu-legeringen kunnen de lasbaarheid met lasers beïnvloeden.
• Er moet een geschikt plasmacontroleapparaat worden gebruikt om de reproduceerbaarheid van de las te garanderen tijdens laserlassen met middelhoog tot hoog vermogen.
• Lasers hebben doorgaans een lage energieconversie-efficiëntie van minder dan 10 procent.
• Enige lasporositeit en brosheid kan worden verwacht als gevolg van de snelle stollingseigenschappen van de LBM.

Toepassing van laserstraalmachine

• Het is prominent aanwezig in de auto-industrie. Het wordt dus gebruikt in het gebied waar grote hoeveelheden moeten worden geproduceerd.
• Het wordt gebruikt voor lassen met hoge precisie. Omdat er geen elektrode wordt gebruikt, zal de uiteindelijke las licht maar sterk zijn.
• Het laserlassen wordt ook vaak gebruikt bij het maken van juweliers.
• Laserlassen wordt echter gebruikt in de medische industrie om metalen op kleine schaal bij elkaar te houden.