Laserlassen: Precisie, Efficiëntie en Innovatie Ontgrendelen

Recente vooruitgang voor meer betaalbare en capabele lasertechnologieën worden gecombineerd met hoogpresterende industriële robots, wat fabrikanten grotere precisie en flexibiliteit biedt (ten opzichte van traditionele, toch betrouwbare, robotische lasprocessen) voor nog hogere productiviteit op de werkvloer. Bovendien worden materialen die eens in de industriële sector als niet-lasbaar werden gezien, nu met gemak gefabriceerd, vaak unieke producten creërend terwijl afval wordt gereduceerd.

Wijd gebruikt om puntlastoepassingen te vervangen voor luchtvaart, automobile en zware apparatenfabrikanten, is remote laser welding (RLW) – een contactloze laserlastechniek – aan het zien van een opmars in gebruik voor meer complexe toepassingen in diverse industrieën, met name voor hoog-volume manufacturing. Terwijl traditioneel robotisch lassen nog steeds de voorkeursmethode is voor een breed scala aan taken, zijn toepassingen die de uiterste nauwkeurigheid en snelheid vereisen, een betere fit voor industriële robots uitgerust met remote laser welding hoofden. Of u nu net begint te leren over RLW of u dichter bij een robotische aankoop bent, de volgende informatie kan nuttig zijn voor uw besluitvormingsproces.

Waarom Remote Laser Welding?

Remote Laser Welding is “remote” in die zin dat de laserhoofd een langere stand-off van 100-150 mm gebruikt voor de bundel om te reizen van het hoofd naar het punt waar het gefocust is op het onderdeel. Vezeloptica wordt gebruikt om de laserbundel naar een laserhoofd end-of-arm tool te pipen – wat de flexibiliteit van robotbeweging aanzienlijk vergroot, interferentie minimaliseert en kostbare schade door een crash voorkomt. Een remote laser welding hoofdd focust en stuurt een laserbundel snel met spiegels gestuurd door galvanometer motoren (lage inertie, programmeerbare servomotoren).

Dit maakt de robotnauwkeurigheid een secundaire factor, waardoor fabrikanten traditionele zware-lading robots, zoals de SP165 of een GP180, kunnen implementeren voor het positioneren van de hoofden. Het gebruik van een conventionele-stijl robot als deze, in plaats van een hoge-precisie robot, zoals de MC2000 II, is vaak goedkoper en speelt in op een betere doel terugverdientijd.

Evenzo hebben remote laser welding hoofden speciale software, die programma's toestaat te opereren terwijl de robot beweegt. Dit is algemeen bekend als lassen “on-the-fly”. Terwijl een kleiner aantal toepassingen “on-the-fly” configuraties gebruikt, biedt Yaskawa een functie die een output vuurt gebaseerd op robotpositie, de robotbeweging en laserhoofdbeweging op hetzelfde punt elke keer synchroniserend.

Is RLW Kosteneffectief?

Terwijl laserlassen nog steeds een grote kapitaalinvestering voor de laser, hoofdd en chiller inhoudt, daalt de prijs door. Om dit type initiële kapitaalinvestering te rechtvaardigen, is het belangrijk om de kosten te compenseren door voldoende volume te hebben. Als hoog-volume productie een zorg is, kan het spreken met een betrouwbare robotleverancier over de voor- en nadelen van robotisch laserlassen vs. het installeren van een lasrobot met een puntpistool en een timer voor uw specifieke toepassing nuttig zijn.

Evenzo gebruikt robotisch laserlassen typisch YAG lasers (een combinatie van yttrium, aluminium en granaat kristallen) die schadelijk licht hebben, wat een lichtdichte behuizing vereist. Dit voegt extra kosten toe en kan onpraktisch zijn voor grote structuren zoals autocarrosseries. Om het laserlassen van grotere onderdelen aan te pakken, gebruiken sommige laser welding hoofden een “laars” rondom het lasgebied, wat een lichtdichte afdichting vormt. Zoals gezien met IPG's Laser Seam Stepper (LSS), localiseert dit de lichtdichte behuizing vereiste, maar beperkt de lengte en bereik van de las, wat het een ideale vervanging maakt voor punt- of steeklasstijl lassen.

Is RLW De Enige Manier Om Te Laserlassen?

De remote laser welding hoofdd biedt het voordeel van het snel bewegen van de bundel over een wijd gebied en het kan geen robotbeweging vereisen tijdens het uitvoeren van meerdere lassen in een gegeven gebied. Robots kunnen ook onderdelen presenteren aan een stationaire RLW hoofdd om de last van het “laser aan” tijd hoog te houden te delen. RLW hoofden kunnen ook gebruikt worden om de bundel te manipuleren voor niet-lastoepassingen, zoals ablatie voor onderdeelschoonmaak.

Een vast hoofd kan aan het einde van de robot gemonteerd worden om de robotbeweging de bundel te laten bewegen. Zelfs vaste hoofden kunnen enige bundelmanipulatie incorporeren die de bundel wobbelt of oscilleert om een bredere las te maken, warmte te verdelen, meer naadvariatie en uitgassing van dampen te hanteren. Kleinere draagvermogen, booglas klasse robots kunnen gecombineerd worden met een wobble hoofdd in een kleinere, lagere kosten werkcel voor kleinere onderdelen.

Wat Anders Moet Overwogen Worden?

Materialen
Zoals vermeld, opent laserlassen de deur voor het lassen van next-generation materialen. Een dergelijk materiaal dat vaak gevraagd wordt, is de nieuwe, ultra-hoge sterkte staal gebruikt in automotive en of het goed geschikt is voor laserlassen vs. weerstandspuntlassen. Vanwege de metallurgie van sterkere staal, is het zeker een goede kandidaat en kan het responsief zijn op snelle hitte/koeling cycli van laserlassen (beter dan langzamere weerstandsverhitting).

Het gebruik van aluminium voor het fabriceren van lichtere vrachtwagens en voor het produceren van auto-onderdelen, zoals elektronische voertuig batterijbakken, groeit ook snel. Als resultaat wint het gebruik van laserlassen voor het laatste aan tractie – aangezien laserlassen's lage hitte-invoer, hoge lassnelheid en grote flexibiliteit fabrikanten helpen de strikte eisen rondom het lasproces voor auto batterijonderdelen te voldoen.

Methoden
Van weerstandspuntlassen tot wrijving roeren lassen, vervangt robotisch laserlassen bepaalde processen, kwaliteit en doorvoersnelheid verhogend. Specifieke typen laserlasprocessen die nogal zwaar bekeken worden voor een verscheidenheid aan robotische lastoepassingen zijn hot wire en hybrid laser lassen. Evenzo wint laserlassen voor cladding met draad en poeder belangstelling door de snelheid en lage hitte-invoer.



Naadontwerp
Overlaplassen met strakke pasvorm werken het beste voor laserlassen. Kleine gaten tussen oppervlakken kunnen laserlassen snel in laser snijden veranderen en dat is waarom fixtures voor laserlassen hoge kracht klemming gebruiken. Laserlassen vereist alleen eenzijdige toegang, in tegenstelling tot puntlassen, maar de bodem heeft wel ondersteuning nodig om klemkrachten te weerstaan.
 
Oppervlak
Het oppervlak van het product dat gelast wordt, moet ook enige gedachte krijgen. Ideaal, wanneer een laser voor een product gebruikt wordt, zou een klasse A oppervlak (een vrij vorm oppervlak met een esthetische vorm en optimale oppervlakkwaliteit) gebruikt moeten worden. Dit is omdat de kleine hittebeïnvloede zone behoorlijk goed opschoont. Om deze reden neemt het gebruik voor laserlassen – in plaats van traditionele weerstandspuntlassen (RSW), gas metaal booglassen (GMAW), of tungsten inert gas (TIG) lassen – toe in industrieën als de huishoudapparaatindustrie, waar roestvrij stalen afzuigkappen, ovens en koelkasten gemaakt worden.

Geschoolde Bronnen
Bij het programmeren van een robot, is het cruciaal dat de operator het proces begrijpt dat hij of zij de robot leert. Een geschoolde robotica operator met boog- of weerstandslaservaring kan de laserprocessen niet volledig begrijpen. Om deze reden en om het meest uit het proces te halen terwijl onderdeelintegriteit behouden blijft, moeten bedrijven overwegen personeel in te huren of te trainen om laserlastechnieken te begrijpen. Volts, amps en draadvoedsnelheid worden vervangen door laservermogen en snelheid, niet te noemen de verschillen van beschermingsgas en vulmetaal die potentiëel gebruikt kunnen worden. Laserveiligheid is ook een cruciale factor waar fabriekspersoneel verantwoordelijk voor zal zijn.

Van naadgeometrie tot onderdeelpasvorm en meer, zijn er veel facetten om na te denken met robotisch laserlassen. Als u zich afvraagt of de robuuste kwaliteit en toename in doorvoersnelheid geboden door robotisch laserlassen een goede fit is voor uw bedrijf, is het verstandig om contact op te nemen met uw voorkeursrobotleverancier om antwoorden te zoeken op uw specifieke toepassingsvragen.