Еще несколько лет назад крупные производители использовали стандартные CO 2 -лазеры на заводах для сварки. Массивные системы, установленные в отдельных помещениях, вдали от реального производственного процесса, обеспечивали энергией то, что в то время было относительно новой технологией лазерной сварки. С тех пор разработки продолжаются, и в современных системах все чаще используются твердотельные лазеры, которые обеспечивают широкий спектр преимуществ.
«В 2008 году мы начали использовать твердотельные лазеры в наших системах, потому что преимущества, которые они дают по сравнению с известными CO 2 -лазерами, просто огромны», - говорит д-р Андреас Моотц, генеральный директор EMAG Automation GmbH. «Компания EMAG Lasertec, которая ежедневно работает с лазерными технологиями, была определенно пионером, сделавшим твердотельные лазеры предпочтительным инструментом для сварки прецизионных деталей, таких как компоненты редукторов. Требования к системе и технологическому процессу, в частности, и требования к зажиму и оборудование намного лучше, чем с лазером CO 2 ».
Что касается эксплуатационных расходов на системы лазерной сварки, основное внимание уделяется двум компонентам - энергопотреблению лазера и стоимости газа, различаясь между лазерным газом (лазерной средой) и защитным газом для стабилизации процесса сварки. Помимо потребления газа, дорогостоящая логистика газа приводит к увеличению затрат. Их просто устраняют с помощью твердотельного лазера, такого как дисковый или волоконный. В большинстве систем EMAG в качестве технологического газа используется сжатый воздух, который не влияет на качество сварного шва, хотя создает тонкое оксидное покрытие на его поверхности.
CO 2- лазер также не может конкурировать с твердотельным лазером с точки зрения энергопотребления. 56 кВт электрического тока используется CO 2 -лазером для генерации лазера мощностью 4 кВт, в то время как твердотельному лазеру требуется всего 17 кВт, экономия энергии составляет 70 процентов. Кроме того, твердотельный лазер требует гораздо меньшего охлаждения. В совокупности твердотельный лазер потребляет примерно четверть энергии CO 2 -лазера.
Системы лазерной сварки часто работают с коротким временем цикла, часто всего несколько секунд, что делает возможной большую производительность обработки деталей. Поэтому их интеграция в материальный поток в производственном процессе является важным фактором. На CO 2В лазерных системах луч направляется к сварочной линзе с помощью зеркальных систем. Поэтому источник луча, охлаждающие устройства и обрабатывающая станция (станции) должны быть расположены близко друг к другу. Это приводит к ряду недостатков, таких как сложная подача и разгрузка деталей для сварки, что затрудняет снабжение нескольких сварочных станций одним и тем же источником лазера. На практике этих проблем не существует при использовании систем дисковой или волоконной лазерной сварки, поскольку занимаемое пространство настолько мало, что их можно легко интегрировать в существующие производственные линии. Фактический лазерный источник может находиться на расстоянии до 50 метров от системы, так как луч может быть направлен с относительной легкостью благодаря транспортным волокнам, позволяющим идеально интегрировать сварочные станции в поток материала.
Падающие затраты и лучше компоновка системы являются преимуществом, однако смысла , если качество сварного шва не соответствует произведенному СО 2 лазером. Дело не только в этом, но и во многих случаях скорость сварки можно увеличить. Это снижает как тепловую деформацию детали, так и время цикла.
Более эффективные лазеры с более высокими скоростями сварки за счет использования волоконных или дисковых лазеров делают их идеальными для удовлетворения текущих потребностей в производстве компонентов для экономичных и легких автомобилей.
«Мы не можем сказать, что есть какие-либо недостатки по сравнению с использованием CO 2 -лазеров, скорее, проблемы в процессе, которые необходимо преодолеть», - говорит д-р Муц. «Например, использование твердотельных лазеров обеспечивает гораздо большую точность, чем в прошлом. Точность положения луча менее 50 микрометров предъявляет высокие требования к станку, держателям заготовок и зажимным устройствам, а также к фокусировке и выравниванию линзы лазера ".
Сообщается, что системы EMAG ELC удовлетворяют этим требованиям. Если, например, учесть увеличение сварочных брызг из-за использования твердотельных лазеров, будут разработаны идеально адаптированные инструменты для полного покрытия компонента. При обработке различных компонентов возникает вопрос о времени на переоснащение, для которого EMAG нашла простое, но эффективное решение на ELC 160. Система включает инструментальный мост с тремя различными наборами инструментов в дополнение к встроенному экстрактору дымовых газов, который позволяет провести переоснащение за считанные секунды и идеально подходит для гибкого и высокопроизводительного производства деталей редукторов в больших объемах.
Компания обнаружила, что альтернативы использованию твердотельных лазеров в производственных системах лазерной сварки для изготовления компонентов силовых агрегатов практически нет. Тем не менее, их использование требует обширных знаний, чтобы объединить преимущества высокоэффективной лазерной системы, такой как системы серии ELC от EMAG.
