Laserlassen Uitgelegd: Technieken, Typen en Industriële Toepassingen

Wat is Laserlassen?

Laserstraallas (LBW) is een lastechniek die gebruikt wordt om stukken metaal of thermoplasten te verbinden door gebruik te maken van een laser. De bundel biedt een geconcentreerde warmtebron, wat smalle, diepe lassen en hoge lassnelheden toestaat. Het is gebaseerd op sleutelgat- of penetratiemodus lassen.

Laserlassen werkt in twee fundamenteel verschillende modi: geleidingsbeperkt lassen en sleutelgatlassen. De modus waarin de laserbundel met het te lassen materiaal zal interageren, hangt af van de vermogensdichtheid over de bundel die het werkstuk raakt.

De processen worden vaak gebruikt in hoge-volume toepassingen met automatisering, zoals in de auto-industrie. Het hoofdvoordeel van laserlassen, door zijn hoge energiedichtheid, is de capaciteit om het gebied aan de randen van de naad te smelten, zonder een groot gebied van het onderdeel te beïnvloeden.

Laserlassen is een hoog-vermogensdichtheid smeltlasproces dat hoge aspectratio lassen produceert met een relatief lage warmteinvoer vergeleken met booglasprocessen. Verder kan laserlassen "uit een vacuüm" uitgevoerd worden en de vezeloptische levering van nabij-infrarood vastestof laserbundels biedt verhoogde flexibiliteit vergeleken met andere verbindingstechnologieën.

Apparatuur van Laserstraalmachine

De belangrijkste onderdelen of apparatuur van laserstraallas zijn:

• Laser Machine: Het is een machine die gebruikt wordt om een laser voor lassen te produceren. De hoofcomponenten van de laser machine worden hieronder getoond.
• Stroombron: Een hoge spanning stroombron wordt toegepast over de laser machine om een laserbundel te produceren.
• CAM: Het is computerondersteunde fabricatie waarin de laser machine geïntegreerd is met computers om het lasproces uit te voeren. Alle controle-acties tijdens het lasproces door laser worden gedaan door CAM. Het versnelt het lasproces in grote mate.
• CAD: Het heet Computerondersteund Ontwerp. Het wordt gebruikt om de klus voor lassen te ontwerpen. Hier worden computers gebruikt om het werkstuk te ontwerpen en hoe het lassen erop uitgevoerd wordt.
• Beschermingsgas: Een beschermingsgas kan tijdens het lasproces gebruikt worden om het w/p te voorkomen van oxidatie.

Hoe Werkt Laserstraallas?

Laserlassen is een proces dat gebruikt wordt om metalen of thermoplasten samen te voegen met een laserbundel om een las te vormen. Als zo'n geconcentreerde warmtebron, kan laserlassen in dunne materialen uitgevoerd worden bij hoge lassnelheden van meters per minuut, en in dikke materialen kan het smalle, diepe lassen produceren tussen vierkante randen.

De laserstraallas werkt op het principe dat wanneer de elektronen van een atoom geëxciteerd worden door het ontvangen van enige energie. En dan na enige tijd wanneer het terugkeert naar zijn grondtoestand, het een foton van licht emiteert.

De concentratie van dit geëmiteerde foton wordt verhoogd door de geëxciteerde emissie van straling en we krijgen een hoge-energie gefocuste laserbundel. De lichtversterking door gestimuleerde emissie van straling heet een laser.

Initieel wordt de lasmachine opgesteld (tussen de twee metalen stukken om te verbinden) op de gewenste locatie. Later opstelling, wordt een hoge spanning voeding toegepast op de laser machine om een operatie uit te voeren.

De lens wordt gebruikt om de laser in het gebied te focussen waar lassen vereist is. CAM wordt gebruikt om de snelheid van de laser en werkstuktafel tijdens het lasproces te controleren.

Het start de machine's flitslamp en het emiteert lichtfotonen. De energie van lichtfotonen wordt geabsorbeerd door de atomen van robijn kristallen en elektronen worden geëxciteerd tot hun hogere energieniveaus. Wanneer ze terugkeren naar hun lage energietoestand of grondtoestand, emiteren ze een foton van licht.

Deze lichtfoton stimuleert weer de elektronen van het atoom en produceert twee fotonen. Dit proces gaat door en we krijgen een gefocuste laserbundel die op de gewenste locatie gebruikt wordt voor het lassen van meerdere stukken samen.

Typen Lasers Gebruikt

1. Gaslasers: Het gebruikt mengsels van gassen als lasermedium om laser te produceren. Mengsels van gassen zoals stikstof, helium, en co2 worden gebruikt als het lasermedium.
2. Vastestof laser: het gebruikt diverse vaste media zoals synthetisch robijn kristal (chroom in aluminiumoxide), neodymium in glas (Nd: glas), en neodymium in yttrium aluminium granaat (Nd-YAG, meest gebruikt).
3. Vezellaser: Het lasermedium in dit type laser is de vezeloptiek zelf.

Voordelen van Laserstraalmachine

Precieze controle van de laserbundel biedt gebruikers verschillende voordelen ten opzichte van TIG, MIG, en puntlassen:

• Laskracht: De laserlas is smal met een uitstekende diepte-tot-breedte verhouding en hogere kracht.
• Warmtebeïnvloede zone: De warmtebeïnvloede zone is beperkt, en door snelle afkoeling, wordt het omringende materiaal niet gegloeid.
• Metalen: Lasers lassen met succes koolstofstaal, hoogsterktestaal, roestvrij staal, titanium, aluminium, en edelmetalen alsook ongelijke materialen.
• Precisie werk: De kleine, strak gecontroleerde laserbundel stelt nauwkeurige micro-lassen van miniatuurcomponenten toe.
• Vervorming: Delen hebben minimale vervorming of krimp.
• Geen contact: Geen fysiek contact tussen het materiaal en laserhoofd.
• Eenzijdig lassen: Laserlassen kan puntlassen vervangen waar toegang vanaf één kant vereist is.
• Schroot: Laserlassen is controleerbaar en genereert lage volumes schroot.

Nadelen van Laserstraalmachine

• De lasapparatuur is duur dus de kosten voor dit proces zijn hoog.
• Als vulmateriaal noodzakelijk is, maar in dit proces beperkte hoeveelheid geproduceerd met het gebruik van vulmateriaal dus relatief duur.
• Er zijn ook een paar na-las operaties.
• Naden moeten nauwkeurig lateraal onder de bundel gepositioneerd worden.
• De eindpositie van de naad is nauwkeurig uitgelijnd met het bundelinslagpunt.
• De maximale naaddikte die door laserbundel gelast kan worden is enigszins beperkt.
• Materialen met hoge thermische geleiding en reflectiviteit zoals Al en Cu legeringen kunnen de lasbaarheid met lasers beïnvloeden.
• Een geschikt plasmacontroleapparaat moet ingezet worden om de lasreproduceerbaarheid te garanderen tijdens matige tot hoge vermogen laserlassen.
• Lasers neigen tot lage energieomzettingsefficiëntie minder dan 10 procent.
• Enkele lasporositeit en broosheid kan verwacht worden, als gevolg van de snelle verstollingskarakteristieken van de LBM.

Toepassing van Laserstraalmachine

• Het is prominent in de auto-industrie. Dus, het wordt gebruikt in het gebied waar groot volume productie vereist is.
• Het wordt ingezet voor hoge precisie lassen. Aangezien het geen elektrode gebruikt, zal de eindlas licht maar sterk zijn.
• De laserlassen wordt ook frequent gebruikt in het maken van juwelen.
• Echter, laserstraallas wordt gebruikt in medische industrieën om metalen op kleine schaal samen te houden.