Комплексный анализ технических принципов, основных компонентов и областей применения лазерного сварочного оборудования

 

В качестве основного элемента оборудования в передовых технологиях производства,оборудование для лазерной сваркибыл глубоко интегрирован в современную промышленную систему благодаря высокоточной сварке и эффективным возможностям обработки. В этой статье будут систематически анализированы его технические принципы, состав компонентов и сценарии применения, а также предоставляются ключевые руководства по выбору оборудования.

 

I. Технические принципы и преимущества процесса

Лазерная сварка работает путем нанесения лазерного луча высокой плотности энергии на поверхность рабочей части, что заставляет материал мгновенно расплавиться и сформировать постоянное соединение. Эта технология имеет три основных характеристики:

1. Способность точного управления: диаметр сфокусированного места может быть точно контролирован до уровня микрона, что позволяет сварку сверхтонких материалов (0,1 мм).

2. Контроль зоны, затронутой теплом: скорость сварки достигает уровня метра в секунду, а эффективность ввода тепла на 50% - 70% ниже, чем традиционная сварка, значительно уменьшая деформацию детали.

3. Адаптируемость к нескольким сценариям: Он поддерживает различные режимы сварки, такие как сварка с точкой, сварка с лапом и сварка с уплотнением, и применяется к соединению различных материалов.

 

II. Технический анализ основных компонентов

1. Лазерный генераторный блок

Как ядро выхода энергии, выбор лазера напрямую влияет на производительность оборудования. Мощность обычных водоохлаждаемых волоконных лазеров варьируется от 500 Вт до 20 кВт, а эффективность фотоэлектрического преобразования может достигать 35%, что на 40% более эффективно, чем традиционный CO ₂ лазеры. Модели высокой мощности могут проникать в 25-мм пластины из нержавеющей стали, удовлетворяя потребности тяжелой промышленности, таких как судостроение.

2. Система оптического проводства

Он состоит из двух основных модулей: группы фокусирующих объективов и передачного волокна.

- Фокусирующая линза принимает процесс покрытия, с скоростью потери отражения ≤ 0,5%.

- Диаметр универсального волокна передачи составляет 300 мкм - 1000 мкм, а расстояние передачи может достигать 30 метров.

Эта система в сочетании с пятиосным механизмом соединения позволяет сварить вдоль сложных пространственных траекторий.

3. Система поддержки контроля температуры

Двухциркуляционный охлаждаемый водой охладитель обеспечивает, чтобы основные компоненты находились в постоянной температурной среде 22 ± 0,5 °C. Он оснащен функцией мониторинга потока и автоматического пополнения воды, увеличивая непрерывное время работы оборудования до более 72 часов.

 

III. Типы оборудования и матрица применения

В настоящее время основное оборудование на рынке следует четырем основным техническим маршрутам:

1. Ручный и портативный: интегрирует лазерный источник ниже 2 кВт, подходящий для обслуживания на открытом воздухе и обработки небольших частей.

2. Тип сканирования гальванометра: скорость сварки достигает 200 мм/с, используемая для точной сварки электронных компонентов.

3. Робот-интегрированный тип: шестиосная роботизированная рука имеет повторную точность позиционирования ± 0,02 мм, удовлетворяя требованиям автоматизации автомобильных производственных линий.

4. Гибридная система сварки: Сочетает в себе технологию дуговой сварки, чтобы прорваться через ограничение толщины лазерной сварки.

Данные о применении в промышленности показывают, что на сектор новых энергетических транспортных средств приходится 38% доли рынка, а показатель недефектных модулей сварки аккумуляторов в электрических аккумуляторах достигает 99,97%. В промышленности медицинских устройств оборудование может выполнять неразрушительную сварку микронных инструментов, таких как сосудистые стенты.

 

IV. Ключевые показатели выбора оборудования

В решении о закупках следует подчеркнуть следующие параметры:

1. Совместимость материала: цветные металлы, такие как алюминиевый сплав, требуют функции модуляции импульса.

2. Расширение модуля процесса: есть ли зарезервированные интерфейсы для сварки визуального мониторинга и систем отслеживаемости качества.

3. Соотношение энергопотребления: модели с энергопотреблением менее 0,3 кВт·ч на метр сварки более экономичны.

4. Стоимость обслуживания: Срок службы оптических компонентов должен достигать более 8000 часов.

 

V. Тенденции развития рынка

В 2024 году масштаб мирового рынка превысил 30 миллиардов юаней, а спрос на новую энергетику растет ежегодными темпами на 65%. В ближайшие три года интеллектуальные датчики и цифровые технологии будут глубоко интегрированы с лазерной сваркой, способствуя прогрессу в развитии интеллектуального уровня оборудования. При выборе оборудования предприятия должны сосредоточиться на технологическом прогнозе и уделять приоритет интеллектуальным сварковым системам, которые поддерживают протоколы Интернета вещей для удовлетворения производственных потребностей эры Индустрии 4.0.