Laserhitsaus- ja plasmahitsaus, koska edistyneitä hitsaustekniikoita, joilla on korkea energiatiheys ja korkea laatu, käytetään laajasti automatisoiduissa tuotanto- ja tarkkuusvalmistuskentissä. Niiden väliset erot energiaperiaatteiden, ydinominaisuuksien ja sovellusskenaarioiden suhteen määrittävät niiden ainutlaatuisen arvon täyttämällä erilaisia teollisuusvaatimuksia. Seuraava tarjoaa yksityiskohtaisemman analyysin ja täydentävän selityksen kolmesta näkökulmasta: periaatteet, ominaisuudet ja sovellukset:
Syvät erot energialähteessä ja toimintamekanismissa
Laserhitsaus: äärimmäinen tarkennus ja energian tunkeutuminen
Energialuonto:Laserhitsaus käyttää erittäin suuntaista ja yksiväristä lasersädettä energiakantajana. Energia on peräisin atomien tai molekyylien stimuloidusta emissiosta, joka sitten keskittyy optisen järjestelmän (kuten linssien, peilien tai kuitujen) kautta mikro - asteikon polttopisteen (tyypillisesti 50–300 μm) muodostamiseksi. Tehotiheys voi saavuttaa 10–10⁷ W/cm², joten se on yksi korkeimmista - energiaa - tiheyslämpölähteitä, joita tällä hetkellä käytetään teollisuushitsauksessa.
Ydinmekanismi:Korkea - teho - tiheyslaser lämmittää materiaalin pinnan heti höyrystymislämpötilaan muodostaen "avaimenreiän" - pienen reikän, jota tukee höyrynpaine. Tämä avainreikä toimii energiakanavana, jolloin laser voi tunkeutua syvälle materiaaliin sen sijaan, että toimisi vain pinnalle, mikä mahdollistaa tehokkaan lämmityksen pinnasta syvempiin kerroksiin. Sula -allas jähmettyy nopeasti lasersäteen liikkuessa, mikä johtaa erittäin nopeaan hitsausmuodostumiseen ja minimaaliseen lämmönjohtavuuden menetykseen.
Erityinen etu: Ei - Laserien kosketusluonte antaa niiden välittää etäyhteyden optisten kuitujen kautta saavuttaen helposti kapeat tilat kompleksirakenteissa (kuten moottorisylinterien sisäiset hitsit). Lisäksi elektrodien kulumisessa ei ole kysymys, joten se sopii pitkään - termi vakaa automatisoitu tuotanto.
Plasmahitsaus: Tehokas lämmönjohtavuus puristettujen kaarien kautta
Energialuonto:Sähkökaarin paranemisen perusteella hitsaussuihtimonsuoneen hitsaussuuttimen mekaanisen puristumisen avulla kaaren lämpökompressio (korkeat lämpötilat lisäävät sähkönjohtavuutta ja vähentävät ristiä -} poikkipinta -alaa) ja sähkömagneettisia puristusvaikutuksia (nykyisen paineiden paineiden kaaren sarake -aarnan muodostuva magneettikenttä (verenomainen ilmainen kaari on painettava plasmassa. 10⁶ W/cm²) ja lämpötilat vaihtelevat 15 000 asteesta 30 000 asteeseen (ylittää huomattavasti TIG -hitsauskaarien lämpötilan).
Ydinmekanismi: Korkea - Lämpötilaplasma (ionisoitu kaasuvirta) vaikuttaa työkappaleen pintaan suurella nopeudella siirtämällä lämpöä sekä kaaren lämmönjohtavuuden että konvektiivisen lämmönsiirron avulla plasman avulla. Sulaan uima -allas vaikuttaa plasmakaaren "vaikutusvoima" ja "lämpövirta", muodostaen vakaan sulamisalueen. Lisäksi itse plasmakaari ympäröi sulan poolin yhdistettynä ulkoisiin suojakaasuihin (kuten argoniin), eristäen sen tehokkaasti ilmansaastumisesta.
Erityinen etu:Kaaren fyysinen stabiilisuus on korkeampi, ja sillä on suurempi toleranssi epäpuhtauksille työkappaleen pinnalla, kuten hapetuskerrokset ja öljyvärit (toisin kuin laserit, jotka voivat tulla epävakaita pinnan heijastavuuden äkillisten muutosten vuoksi). Lisäksi säätämällä virtaa (esim. Mikro - säteen plasmahitsaus voi olla niin alhainen kuin 1 a), se voi joustavasti sopeutua hitsausvaatimuksiin, jotka vaihtelevat ohuista arkeista keskipitkään - paksuja levyjä.
Keskeisten ominaisuuksien vertailu
|
Ominainen |
Laserhitsaus |
Plasmakaarihitsaus |
|
Energiatiheys |
10⁶ - 10⁷ w/cm², erittäin keskittynyt keskittymisen jälkeen, pystyy heti tunkeutumaan korkeaan - sulamispisteiden materiaaleihin (esim. Volframi, titaaniseokset). |
10 ⁵-10⁶ w/cm², yhtenäisemmällä energianjakaumalla, sopii materiaaleihin, jotka vaativat vakaa lämpötuloa (esim. Alumiini, kupariseokset). |
|
Tunkeutumiskyky ja syvyys - - - leveyssuhde |
Syvyys - - - leveyssuhde voi saavuttaa 12: 1 tai korkeamman; Yksittäinen - läpäisee hitsaus 10 mm paksujen teräslevyjen läpi on mahdollista, mikä johtaa kapeisiin ja syviin hitsauksiin, jotka ovat ihanteellisia kuormitukseen - laakerirakenteita. |
Syvyys - - - leveyssuhde on tyypillisesti 3: 1–6: 1; Yksittäinen - ohita hitsaus jopa 8 mm: n teräslevyjen läpi on stabiilimpaa, hitsauksen "täydellisemmällä" ristillä -, mikä tarjoaa paremman halkeamankestävyyden. |
|
Lämpö - vaikuttunut vyöhyke (Haz) |
Micron - tason HAZ (esim. 0,1–0,5 mm), aiheuttaen melkein mitään suorituskyvyn heikkenemistä lämpöä - hoidettavia materiaaleja (esim. Alumiini -seokset). |
Millimetri - tason HAZ (esim. 0,5–2 mm), mutta huomattavasti pienempi kuin MIG -hitsaus, joka sopii skenaarioihin, joissa muodonmuutosherkkyys on korkea, mutta hieman leveämpi toleranssi on hyväksyttävä. |
|
Aukkojen sietokyky |
Vaatii alle tai yhtä suuret kuin 0,1 mm (ohuille levyille) tai vähemmän tai yhtä suuret kuin 0,3 mm (keskipitkällä - paksuja levyjä), mikä edellyttää korkeaa - tarkkuuskokoonpanoa (esim. Akun välilehden hitsaus). |
Voi sietää aukkoja 0,3–0,5 mm, mikä tarjoaa paremman toleranssin kokoonpanovirheille (esim. Putken ympärysmahdahitsaus). |
|
Aineelliset sopeutumistiedot |
Sopii erittäin heijastaviin materiaaleihin (esim. Kupari, hopea) erityishotepuilla (esim. Vihreä - kevyt laser, pintapäällyste) ja voi hitsauskeramiikkaa, muoveja ja muita ei -- metalleja. |
Vakaampi kuparin, alumiinin ja muiden ei -- rautametallien hitsaamiseen (heijastus ei vaikuta kaarienergiaan), mutta ei voi hitsata ei - metalleja. |
|
Laitteet ja huolto |
Korkeat laserlähteen (kuitu/co₂) ja optisten järjestelmien kustannukset; Linssit vaativat säännöllistä puhdistusta saastumisen estämiseksi roiskeesta. Energiankulutus kasvaa lineaarisesti tehon kanssa. |
Alhaisemmat hitsaustaskujen ja virtalähteiden kustannukset; Ensisijaiset kulutustarvikkeet ovat volframielektrodit ja suuttimet (korvattu 50–100 metrin välein hitsaus). Energiankulutus on vakaampaa. |
|
Ympäristön sopeutumiskyky |
Alttiita savun, pölyn ja höyryn aiheuttamille häiriöille (vaatii tehokkaan pölyn poistamisen); Vahva valo vaatii tiukan suojan (laserturvallisuusluokka IV). |
Kaaren hyvä näkyvyys toiminnan aikana, mikä helpottaa sulan uima -altaan tarkkailua. Tuottaa vähemmän savua ja pölyä, alhaisemmat suojavaatimukset laseriin verrattuna. |
Tarkka sovelluksen sovitus ja tyypilliset tapaukset
Laserhitsaus: Keskittyminen "lopulliseen tarkkuuteen ja tehokkuuteen"
Mikroelektroniikka ja lääkinnälliset laitteet:Esimerkiksi Pacemaker -elektrodit (0,1 mm nikkeli - titaaniseosjohdot) ja älypuhelinkameramoduulit (ruostumattomasta teräksestä valmistetut kiinnittimet, jotka on hitsatut lasiin). Nämä sovellukset luottavat mikroniin - tason keskipisteisiin muodonmuutoksen saavuttamiseksi - ilmaiset yhteydet.
Uusi energia- ja autoteollisuuden valmistus:Akun yläkansi ja kotelolasertiivisteiden hitsaus (nopeus 3 m/min, vuototaajuus pienempi tai yhtä suuri kuin 10⁻⁹ pa · m³/s) ja auton rungon laserpussin hitsaus (eri paksuudet teräslevyjä, jotka on hitsattu yhteen passiin, vähentäen painoa 10%).
Korkea - end Aerospace -komponentit:Moottoriturbiinien terien (korkea - lämpötilaseokset) korjaushitsaus tarkalla lämmöntulonhallinnolla (0,5 kJ/cm: n sisällä rajan rajan hapettumisen välttämiseksi) ja satelliittiseoskomponenttien kevyen hitsauksen (ohuet - seinämäiset alumiini -seososat).
Plasmakaarihitsaus: Keskittyminen "Stabiilisuus, luotettavuus ja kustannustasapaino"
Paineputket ja astiat: Renkaan sauma -hitsaus ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien kanssa, joissa DN200 tai suurempi kemianteollisuudessa (yksi - -puolinen hitsaus muodostaa kaksinkertaisen - -puoliset saumat, paineenkestävyyden ollessa suurempi tai yhtä suuri kuin 10 MPa) ja pitkittäishitsaushitsaukset, joilla ei ole standardin standardeja.
Keskipitkästä paksuihin levyihin ja erityismateriaaleihin: Titanium seoksen paineastian hitsaus (paksuus 6–10 mm) (plasmakaarin "katodinen puhdistus" -vaikutus poistaa oksidikerroksen titaanipinnasta), ja lämmön - vastustuskykyiset teräsputket hitsaus (ARC Stability varmistaa.
Ohut levyn tarkkuushitsaus: Mikro - säteen plasmahitsausta käytetään hitsaushitsien tiivistämiseen aaltoputkissa (0,1–0,3 mm messinki) ja anturin koteloon (ohuet nikkeli -seoslevyt). Vakaa virta 5–10 A voi saavuttaa palamisen - - vapaa -yhteyden kautta.
Yhteenveto: Ydinlogiikka teknologian valintaan
Laserhitsaus edustaa "korkeaa tarkkuutta, korkeaa hyötysuhdetta ja korkeita kustannuksia", mikä tekee siitä sopivan korkealle - päätevalmistusskenaarioille, joissa on äärimmäiset lämpömuodostumisen ja hitsaumauman tarkkuuden vaatimukset sekä riittävä budjetti. Plasmakaarihitsaus puolestaan on erinomainen "Medium - - - korkea tarkkuus, vakaus, luotettavuus ja korkeat kustannukset - tehokkuus" tarjoamalla suurempaa kilpailukykyä sovelluksissa, joihin liittyy media - paksua lautashitsausta, missä ei - ferrous -metalliprosessointia ja matalaista toneransseja, joissa - ferrous -metalliprosessointia ja matalaista levy -hitsaustaan. suhteellisen anteeksiantava.
1000W - 3000W KÄSITTELY Laserhitsauskone
Todellisessa tuotannossa nämä kaksi tekniikkaa eivät ole toisiaan poissulkevia vaihtoehtoja. Esimerkiksi autojen alustan hitsauksessa laserhitsausta käytetään korkeaan - tarkkuusyhteyksiin kriittisessä kuormalla - laakeripisteitä, kun taas plasmakaarihitsausta käytetään - kuormituksen - liittämiseen. Yhdessä ne muodostavat joustavan valmistusjärjestelmän. Teknologiaa valittaessa on välttämätöntä harkita materiaalien ominaisuuksia (heijastavuus, sulamispiste), työkappaleen tarkkuus (aukot, toleranssit), tuotantokapasiteetin vaatimukset (hitsausnopeus) ja kustannusbudjetti kattavasti. Vain tekemällä suurin tekninen arvo voidaan saavuttaa.