A hegesztőiparban jelentős kihívást jelent a szakképzett tehetségek hiánya. Az olyan hagyományos hegesztési technikák, mint a TIG és a MIG gyakran több éves tapasztalatot igényelnek. A modern fejlesztések, különösen a kézi lézerhegesztés azonban olyan megoldást kínálnak, amely nem évek, hanem hetek alatt megtanulható. Ez a Joe Dallarosa által írt cikk a hagyományos hegesztési módszerek és a lézerhegesztés közötti alapvető különbségeket vizsgálja, segítve a hegesztőket abban, hogy megértsék, hogyan növelheti ez a modern technika a termelékenységet és a nyereségességet.
Modern lehetőségek a hegesztéshez: Fotonok vs. elektronok
Számos hagyományos hegesztési eljárás elektromos áramot, azaz elektronokat használ a fémrészek összeolvasztásához. Ezek közé az eljárások közé tartozik többek között az elektronsugaras hegesztés (EB), a gáztűzhelyes ívhegesztés (TIG), a védett fém ívhegesztés (SMAW), a gázfém ívhegesztés (MIG vagy MAG), az atomos hidrogénhegesztés, a ponthegesztés, a plazmaív, a szénív és a húzott ív (szegecshegesztés). Ez a cikk a fotonokkal és az elektronokkal végzett lézerhegesztés alapvető különbségeit vizsgálja.
Hagyományos hegesztési technikák
A hagyományos elektronhegesztéshez feszültségforrásra van szükség, amely lehet váltakozó vagy egyenáramú. A forrás biztosítja a hegesztendő anyag vastagságához szükséges áramot. Ezeket az elektronokat egy táplált elektróda juttatja a munkadarabhoz, amely lehet volfrámhegesztőhegy (TIG), fémhuzal (MIG) vagy fluxusbevonatú rúd (SMAW). A munkadarabot elektromos földeléshez is csatlakoztatni kell, hogy az áram folyni tudjon.
Az elektronhegesztés elve egyszerű: egy elektromos ív áthidalja az elektródát és a munkadarabot, ami elektromos áram (elektronok) áramlását eredményezi, amely plazmát hoz létre. Ez a plazma és az áramáram olvadt hegesztőmedencét hoz létre, amely az ív előrehaladásával (mozgásával) megszilárdulva összekapcsolja a két alkatrészt.
Ez az olvadt medence megközelítheti a 4530°F (2500°C) hőmérsékletet, és az oxidáló atmoszférától védőgázzal, például nitrogénnel, argonnal vagy héliummal kell védeni. A modern hegesztőgépek precíz áramszabályozással, rádiófrekvenciás modulációval az ív beindításához és stabilizálásához, impulzusív funkcióval és egyéb, a minőségi hegesztések elérését elősegítő funkciókkal vannak felszerelve.
A hagyományos hegesztés kihívásai
Meg kell jegyezni, hogy az egyenáramú elektronhegesztés mágneses mezőt hoz létre, amely megzavarhatja az ívet, és azt okozhatja, hogy az nem a legrövidebb úton halad a munkadarab felé. Ez következetlenségekhez vezethet a hegesztési gyöngyben, például fröccsenéshez és porozitáshoz. Mivel a váltakozó áram váltakozó áramú, ennek kevés hatása van a mágneses mező létrehozására. Az egyenáramú eljárásokat a hegesztők általában előnyben részesítik, mivel jobban szabályozható ívet állítanak elő, ami kevesebb fröccsenést és szebb hegesztési gyöngyöket eredményez.
A hagyományos hegesztési eljárások nagy hőhatású zónát (HAZ) hoznak létre, ami változásokat okoz a környező anyag tulajdonságaiban. Ez több, eltérő tulajdonságokkal rendelkező területet eredményezhet, ami hatással van a hegesztés minőségére és szilárdságára.
Lézerhegesztés - Egy modern alternatíva
A lézerhegesztés a hagyományos módszerek modern alternatívája, amely pontos és hatékony eredményeket kínál. Az első működő lézert 1960-ban Theodore Maiman hozta létre. Alig több mint hat évtized alatt a lézer a modern infrastruktúra szerves részévé vált. Nagy az esélye annak, hogy Ön közvetlenül vagy közvetve éppen most használ lézert, hogy ezt a cikket olvassa. A lézer használata a fény számos különböző jellemzőjét foglalja magában, mint például a hullámhossz (szín), a teljesítmény, a lézerfolt mérete, valamint a lézer folyamatos hullámú (CW) vagy impulzus üzemmódban történő használata, amely megváltoztatja az ismétlési sebességet és az impulzusszélességet (hogy egy adott ciklus alatt mennyi ideig világít a fény).
A lézerhegesztéshez fotonforrásra van szükség, amelyet közvetlenül lézerdiódák juttathatnak a munkadarabhoz, vagy a lézerfényt egy olyan anyaggal adalékolt szálon keresztül vezetik (úgynevezett "pumpálás"), amely az adott alkalmazáshoz szükséges speciális lézerfényt termeli. Ezt a fényt (fotonokat) ezután egy üvegszálon, majd egy sor lencsén keresztül továbbítják, ahol az anyagra fókuszálják. Ez a fény a spektrum infravörös részében van, ahol a keletkező lézerfényt egyrészt hatékonyan lehet előállítani, másrészt egyes fémek elnyelik. Képzelje el, hogy egy nagyítóval tüzet gyújt a napfény segítségével - a lézerhegesztés ugyanezen koncepción keresztül működik.
A lézerhegesztés típusai
Hővezetéses hegesztés
Ez az eljárás fókuszált fényt használ az anyag felszín közeli felmelegítésére, hegesztési tócsát hozva létre, amely gyorsan lehűl és megszilárdul, és összekapcsolja az alkatrészeket. A fotonok energiája hővezetés útján jut a hegesztési zónába, sima, esztétikus és pontos hegesztést eredményezve.
Mély behatolás/nyíláshegesztés
Ez az eljárás egy keskeny, fókuszált fénysugárral mély, keskeny csatornát hoz létre az olvadt anyagból. A munkadarabot érő extrém energiamennyiség melléktermékeként fémgőz szabadul fel, amely milliszekundumok alatt üreget hoz létre. Ezt a gőzzel teli üreget kulcslyuknak nevezzük, amely a lézer előrehaladásával (mozgásával) megtelik olvadt fémmel. Ez a fajta hegesztés egy keskeny hegesztési csatornát hoz létre, amely fél hüvelyk vagy annál vastagabb anyagokon használható.
A lézerhegesztés előnyei
A lézerhegesztés dokumentáltan akár 10-szer gyorsabb, mint a hagyományos elektronhegesztés. Kis koncentrált fénypontot hoz létre, közel 10 MW/cm² (1,6 MW/in²) teljesítménysűrűséggel, ami kisebb hőhatású zónát eredményez. Ez egyértelmű előnyökkel jár a hegesztés szilárdsága, megjelenése és integritása terén. A lézerhegesztés ráadásul gyorsan elsajátítható, ami az iparágban tapasztalható tehetséghiányt is kezeli, mivel az új munkatársak évek helyett hetek alatt elsajátíthatják a lézerhegesztést.
Következtetés
A lézerhegesztés számos előnyt kínál a hagyományos hegesztési módszerekkel szemben, többek között nagyobb hatékonyságot, pontosságot és csökkentett képzési időt. A lézerhegesztésre való áttéréssel a vállalatok kezelhetik a tehetséghiányt, javíthatják a termelékenységet és növelhetik a nyereségességet. Ezen a területen különleges előrelépés a kézi lézerhegesztés, amely egyesíti a hagyományos lézerhegesztés pontosságát és hatékonyságát a különböző munkakörnyezetekben szükséges rugalmassággal és könnyű használhatósággal. A kézi lézerhegesztők, mint például a Theo MA1 lézerhegesztő gép, ideálisak a mobilitást és sokoldalúságot igénylő feladatokhoz, így kiváló választás a modern hegesztési igényekhez.
Hírlevelünkre feliratkozva tájékozódhat a hegesztéstechnológia legújabb fejlesztéseiről. Frissítéseket, tippeket és szakértői meglátásokat közvetlenül a postaládájába kaphat. Iratkozzon fel az alábbiakban.
