Utilizarea laserelor cu fibră în producția de automobile a avut un succes uriaș și au fost utilizate în numeroase aplicații de sudare și tăiere, inclusiv caroserie în alb, componente de suspensie, ansambluri ale grupului de propulsie și multe altele. Acest lucru nu ar trebui să fie o surpriză. Laserele cu fibră oferă mai multe avantaje față de majoritatea tehnologiilor utilizate anterior (laser și non-laser).
Cu toate acestea, industria auto rămâne o sursă importantă de inovație. În timp ce laserele cu fibră de mare putere au fost folosite cu succes în producția de automobile de ceva timp, cele mai sofisticate procese de sudare de astăzi necesită mai mult decât putere pentru a susține electrificarea și greutatea redusă. Deși există de fapt multe aplicații diferite, cele mai multe dintre ele implică de obicei:
Materiale foarte subțiri sau materiale sensibile la aportul de căldură
"Dificil"materiale de sudat, cum ar fi aluminiul, cuprul și oțelurile de înaltă rezistență
Sudarea materialelor diferite
Pentru a îndeplini aceste sarcini mai dificile, laserele trebuie să aibă două funcții principale. Primul este de a avea suficientă putere pentru a susține productivitatea necesară. În cazul pieselor mai groase, este necesară și o putere mare pentru a obține o adâncime suficientă de penetrare. A doua este capacitatea de a controla cu precizie modul în care puterea laserului este distribuită pe suprafața de lucru - atât spațial, cât și temporal.
Control de putere și precizie
Coherent GROHE a dezvoltat laserul cu fibră Adjustable Ring Mode (ARM), conceput pentru a oferi putere și precizie de control. Pentru a realiza acest lucru, ARM folosește o ieșire cu fascicul dublu - produce un punct central înconjurat de un alt inel laser concentric. Puterea inelului de bază poate fi controlată și pulsată independent.
Seria de lasere cu fibră Coherent HighLight FL-ARM oferă o putere totală de până la 10 kW, un nivel de putere care este mai mult decât suficient pentru toate aplicațiile cu un randament ridicat. De fapt, majoritatea produselor de înaltă precizie și pretențioase folosesc de obicei mai puțin de jumătate din acest nivel de putere. Prin urmare, laserele Coherent ARM sunt capabile să furnizeze suficientă putere laser, țintită cu precizie către poziția de sudare, atunci când este necesar.
Sudarea cuprului este un exemplu al modului în care funcționează. Unii producători au apelat la lasere verzi pentru a suda cuprul, deoarece acestea sunt mai ușor absorbite de cupru decât lumina infraroșie a laserelor cu fibră. Cu toate acestea, acest proces poate fi produs numai la temperatura camerei. Odată ce cuprul este încălzit, absoarbe foarte bine lumina infraroșie, iar odată ce există o gaură a cheii, capacitatea cuprului de a absorbi lumina roșie devine mai puternică.
Prin urmare, atunci când începeți sudarea cuprului cu un laser ARM, primul pas este să încălziți materialul doar cu lumină inelar până se topește. Apoi, un fascicul central de mare putere creează gaura cheii. Cu toate acestea, în timpul procesului de sudare, o parte din putere este păstrată în fasciculul inel, deoarece aceasta stabilizează gaura cheii, ceea ce reduce stropii și are ca rezultat o sudură stabilă. Când fasciculul ajunge la capătul sudurii, puterea inelului este complet oprită și puterea miezului scade ușor pentru a crea un capăt curat și uniform.
Acest proces oferă, de asemenea, beneficii similare la sudarea altor materiale solicitante, cum ar fi aluminiul și tabla zincată. Mai mult, permitesudare de înaltă preciziedin materiale subțiri sau sensibile la căldură.
Pcontrolul puterii
Unii producători de lasere cu fibră caCoerentARM's subliniază că produsele lor permit ca 100% din puterea totală să fie distribuită între inelele de bază, ca și cum acesta ar fi un avantaj.
Dar nu este cazul. Întregul avantaj al laserelor ARM este că, prin împărțirea puterii între miez și inel, căldura primită este condusă în piesa respectivă într-un mod care produce rezultate mai bune decât un singur fascicul, ca în exemplul de sudare a cuprului descris mai devreme. În caz contrar, de ce să nu folosiți doar un laser cu fibră standard cu un singur fascicul (și mai ieftin)?
Au avut, de asemenea, îngrijorarea că structura ARM a lui Coherent nu era suficient de „flexibilă”.
La fabricarea sistemului, este necesar să setați numărul de module care se alimentează în inelul de bază. Prin urmare, un laser ARM de 8 kW construit cu patru module de 2 kW poate fi configurat cu trei rapoarte maxime diferite de putere miez/inel. Acestea sunt 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW sau 2 kW/6 kW. În plus, puterea maximă a miezului/inelului nu poate fi modificată ulterior și, prin urmare, este considerată „inflexibilă”.
Cu toate acestea, configurația pentru orice laser client dat se bazează pe teste de proces efectuate înainte de achiziționarea laserului. Acestea determină puterea și raporturile de putere nucleu la miez necesare pentru producția de volum. În plus, este prevăzută o fereastră de proces suficient de mare pentru a sprijini adaptarea la instabilitatea producției (de exemplu, variația de la lot la lot a materiilor prime, erori de fixare etc.).
