האם אתה מחפש ספק מכונות עיבוד cnc מדויק בסין? PTJ יש יותר מ 10 שנות ניסיון מקצועי בכרסום CNC / 5 צירים וסיבובי עיבוד CNC וביצוע שוויצרי כדי להתאים לכל הצרכים שלך. קבל הצעת מחיר מיידית: [email protected]

ניתוח של אמצעי זהירות בסיסיים לריתוך בלייזר

ניתוח של אמצעי זהירות בסיסיים לריתוך בלייזר

בכל תעשייה, מוצרים מתוכננים, מעוצבים מחדש או מוערכים מחדש כדי להשיג חומרים או פונקציות טובות יותר. התוצר הסופי מורכב ממרכיבים רבים, שצריך לשלב אותם בדרך כלשהי. אחת משיטות החיבור הללו היא ריתוך בלייזר.

ריתוך בלייזר משתמש בקרן בעוצמה גבוהה כדי ליצור בריכת ריתוך מותכת לאיחוד חומרים יחד. זהו תהליך ללא מגע. בהשוואה לתהליכי היתוך אחרים, קלט החום נמוך, מהירות העיבוד גבוהה וניתן לייצר אזור התכה עמוק במעבר אחד.

כמובן, על מנת לנצל את מלוא היתרונות של כל היתרונות הללו ולהבטיח תהליך איכותי שניתן לחזור עליו, יצרנים צריכים לשקול את היתרונות של ריתוך לייזר בהשוואה לתהליכי ריתוך היתוך אחרים. גם עיצוב המפרק והמתקן משחקים תפקיד. כמו בכל טכנולוגיה לייצור מתכת, יישום חכם מתחיל בהבנה מלאה של העקרונות הבסיסיים של התהליך.

ריתוך בלייזר 101

הקרן המשמשת בריתוך לייזר ממוקדת לנקודה קטנה על חומר העבודה. האור הנוצר מאמצעי כלשהו נפלט ממקור הלייזר ומתחיל להתפצל. לאחר מכן אסוף אותו כך שהקרן תהיה מקבילה ולא תגדל. המרחק מהיציאה למשטח האיסוף נקרא אורך האיסוף. הקרן נשארת מאוזנת עד שהיא פוגעת במשטח המיקוד. לאחר מכן, הקרן מצטמצמת לצורת שעון חול עד שהיא ממוקדת בנקודה הקטנה ביותר שלה. המרחק ממשטח המוקד לנקודה הקטנה ביותר נקרא אורך המוקד. גודל הפוקוס נקבע לפי הנוסחה הבאה: קוטר סיבים×אורך מוקד/אורך קולימציה=קוטר פוקוס

המרחק עם קוטר המוקד בתוך 86% מאזור המוקד נקרא עומק המוקד. אם מיקום המיקוד זז מחוץ לאזור, תוצאת העיבוד הצפויה תשתנה. ככל שהיחס בין אורך המוקד לאורך הקולימציה גדול יותר, כך עומק המיקוד של סיב נתון גדול יותר.

בהשוואה לקוטר סיבים קטן יותר, לסיב גדול יותר יש עומק מיקוד גדול יותר. יחסים גדולים יותר וסיבים בעלי גודל נקודה גדול יותר, מה שגורם לירידה בצפיפות ההספק ולכן ירידה בחדירה.

קיימות שתי צורות של ריתוך בלייזר: ריתוך הולכה תרמית וריתוך חור מפתח. בריתוך הולכה תרמית, קרן לייזר ממיסה את החלקים המשודכים לאורך מפרק משותף, והחומר המותך זורם יחד ומתמצק ליצירת ריתוך. לריתוך הולכה תרמית של חלקים בעלי דופן דקה, משתמשים בלייזרים מפולסים או גל מתמשך במצב מוצק.

בריתוך הולכה תרמית, אנרגיה מחוברת לחומר העבודה רק באמצעות הולכה תרמית. לכן, טווח עומק הריתוך הוא רק כמה עשיריות המילימטר עד 1 מילימטר. המוליכות התרמית של החומר מגבילה את עומק הריתוך המרבי, ורוחב הריתוך תמיד גדול מעומקו. ריתוך לייזר תרמי משמש לריתוך פילה על פני השטח הנראה לעין של בתי ציוד ויישומים אחרים במוצרים אלקטרוניים.

ריתוך חור מפתח (ראה איור 1) דורש צפיפות הספק גבוהה במיוחד, כ-1 מגה וואט לסנטימטר רבוע. הוא משמש ביישומים הדורשים ריתוך עמוק או שבהם יש לרתך מספר שכבות של חומר בו זמנית.

בתהליך זה, קרן הלייזר לא רק ממיסה את המתכת, אלא גם מייצרת קיטור. האדים הנפלטים מפעילים לחץ על המתכת המותכת ומחליף אותה חלקית. במקביל, החומר ממשיך להמיס. התוצאה היא חור עמוק, צר, מלא בקיטור או חור מפתח, מוקף מתכת מותכת.

כאשר קרן הלייזר מתקדמת לאורך המפרק המרותך, חור המנעול נע איתו דרך חומר העבודה. המתכת המותכת זורמת סביב החורים הקטנים ומתמצקת בחורים הקטנים. זה מייצר ריתוך עמוק וצר עם מבנה פנימי אחיד. עומק הריתוך עשוי לעלות על פי 10 מרוחב הריתוך. החומר המותך סופג כמעט לחלוטין את קרן הלייזר, ובכך מגביר את היעילות של תהליך הריתוך. האדים בחור המנעול סופגים גם את אור הלייזר ומיוננים חלקית. כתוצאה מכך נוצרת פלזמה, שגם מזריקה אנרגיה לחומר העבודה. כתוצאה מכך, ריתוך חדירה עמוק מאופיין ביעילות גבוהה ובמהירות ריתוך מהירה. הודות למהירות הגבוהה, אזור מושפע החום (HAZ) קטן והדפורמציה מינימלית.

השוואת ריתוך

בהשוואה לתהליכים אחרים, ריתוך לייזר יכול לספק את איכות הריתוך הגבוהה ביותר, את כניסת החום הנמוכה ביותר ואת החדירה הגבוהה ביותר במעבר אחד. יש לו אחד מהמגוון הגבוהים ביותר של שילובי חומרים וגיאומטריות חלקים, בעל יכולת שליטה וחזרה גבוהים ביותר, והוא הקל ביותר לאוטומטי (ראה איור 2). כל אלה מאפשרים עיצובים משותפים חדשים, ויש פחות עיבוד של חלקים לאחר ריתוך, מה שיכול להגביר את הפרודוקטיביות.

לריתוך בלייזר יש גם את אחת הדרישות הגבוהות ביותר להשקעה הראשונית, עלות הכלי והרכבת מפרקי הריתוך. יש לקחת בחשבון גורמים אלה בעת בחירת ריתוך לייזר כשיטת החיבור של תהליך הייצור.

ניתוח של אמצעי זהירות בסיסיים לריתוך בלייזר

שיקול משותף

ריתוך חדירה עמוק מאפשר לריתוך יחיד להחליף ריתוכים מרובים בעיצובי מפרקים שונים. מוצגות כמה תצורות מפרקים מרותכות בלייזר טיפוסיות. ריתוך קת אינם זקוקים לשיפוע כדי לעבד חלקים עבים יותר, ניתן לרתך חיבורי T עם חוזק מלא מצד אחד, וניתן לרתך ריתוך ברכיים דרך הפלטה העליונה או התפר. זה מספק גמישות בתכנון חלקים ועמדות ריתוך.

ריתוך קת דורש דיוק מיקום גבוה. קוטר מפרק הלחמה טיפוסי הוא 50 עד 900 מיקרומטר. סובלנות המיקום המותרת חייבת להיות פחות ממחצית קוטר הקרן כדי להבטיח שקרן הלייזר תיצור אינטראקציה עם שני צידי המפרק. הפער המותר הוא בדרך כלל 10% מהחומר הדק ביותר או פחות מ-50% מקוטר הקורה המרותכת. לכן, מהדקים חיוניים בתצורות המפרק הללו כדי להבטיח חזרה גבוהה של מיקום ומרווח מינימלי.

השיטה הנפוצה לפתור בעיה זו היא לעצב את החלקים לחיבור בלחיצה או לעצב מתקן יציב. אנשים מסוימים עשויים להשתמש במערכת ראייה כדי להבטיח מיקום חלק, אך זה יגדיל את זמן המחזור ומורכבות תהליך הייצור. חשוב גם לבחור את גודל הנקודה הנכון על החלק. גודל מפרק הלחמה גדול יותר יכול להסתגל לשינויים גדולים יותר, אך דורש יותר אנרגיה כדי להשיג את אותה חדירת ריתוך.

לריתוך קת יש יתרונות רבים. חוזק הריתוך נקבע לפי כמות הריתוך לאורך התפר, ולכן החדירה קובעת את חוזק הריתוך. ריתוכים צרים ועמוקים מייצרים פחות חום, ובכך יוצרים אזור מושפע חום קטן יותר ומגבילים את העיוות. מכיוון שאין צורך בחפיפה, ניתן להפחית גם את צריכת החומרים.

ישנם שיקולים רבים ושונים עבור ריתוך ברכיים. הפער המותר הוא בדרך כלל 10% מהעובי של החומר העליון. רוחב הריתוך וההיתוך בממשק בין שני החומרים קובעים את חוזק הריתוך. בהשוואה למפרקי תחת, תצורה זו של מפרק הברכיים גורמת להזנת אנרגיה גבוהה יותר, אזור מושפע חום גדול יותר ועיוות גדול יותר.

אם הריתוך עובר דרך הצלחת העליונה (3 באיור 2), קרן הלייזר חייבת לחדור לצלחת העליונה ולהיכנס לצלחת התחתונה, וכל האנרגיה המושקעת בחדירה לצלחת העליונה לא תגביר את חוזק הריתוך. ריתוך הברכיים חייב להיות רחב יותר כדי להגביר את החוזק. זה דורש יותר אנרגיה, אשר ניתן להשיג על ידי גודל נקודה גדול יותר או על ידי תנודה של גודל נקודה קטן יותר. אם דפורמציה מינימלית היא קריטית, הריתוך צריך לחדור רק חלקית לצלחת התחתונה. אם היישום דורש כניסת חום נמוכה, הספק נמוך או מהירות עיבוד גבוהה, אידיאלי לקבל מפרק חדירה חלקי. הם יוצרים משטח שאינו מושפע מכניסת חום בגב הריתוך, ולכן הופכים למשטח Class A.

עבור ריתוכים חדורים חלקית, עבור חומרים דקים יותר, קצב החדירה המינימלי לגיליון האחורי צריך להיות בין 20% ל-50%, ולגבי חומרים עבים יותר, זה צריך להיות 0.5 מ"מ כדי להבטיח היתוך חוזר, ובכך לפתור את הייצור ההבדל. העיצוב הפשוט ביותר לריתוך הוא להשתמש בחומר הדק ביותר בחלק העליון ובחומר עבה יותר בחלק התחתון. אם הפלטה העליונה עבה, קשה לשלוט על חדירת החלק לפלטה התחתונה, מה שמקשה גם על שמירה על משטח Class A בגב הריתוך.

ביקורים משותפים ואחרי עיבוד

ריתוך בלייזר יכול גם לגשת למפרקים שלא היו אפשריים קודם לכן. מכיוון שמדובר בתהליך ללא מגע, אם מתחשבים ברוחב הקורה הממוקד, ניתן לבצע ריתוך בחורים ובחללים צרים. זה מאפשר עיצוב מפרקים גמיש ומאפשר להשתמש בפחות חומר לעיצוב חלקים.

מכיוון שהאזור מושפע החום של ריתוך הלייזר קטן ותפוקת החום הכוללת נמוכה, טיפול בחום לאחר הריתוך אינו נדרש במקרים רבים. לאחר הריתוך, אין כמעט בליטות ריתוך בחלק העליון או האחורי של הריתוך. הנתזים של תהליך זה הם קטנים ביותר, וניתן ליצור תפר ריתוך ברור, במיוחד כאשר מוסיפים גז מגן. זה מבטל את הצורך בעיבוד וניקוי נרחבים לאחר הריתוך.

שיקולי עיצוב מתקנים

שיטת קיבוע זו נפוצה מאוד בריתוך קת וריתוך קצה של חלקים צינוריים או מלבניים. המהדק קרוב מאוד לתפר ומופעל לחץ כדי להבטיח את הפער הקטן ביותר. אין כלי מעל המפרק שיכול לקיים אינטראקציה עם קרן הריתוך בעת מיקוד.

אם נדרש גז מגן במתכות מסוימות (כגון טיטניום) למטרות אסתטיות או מסיבות מתכות, תצורה זו יכולה לספק גם מרווח לפיית גז המגן. המהדק חייב לשמור שוב ושוב על המפרק באותו מיקום Z ביחס לקרן כך שקרן הלייזר תהיה באותו מיקום מיקוד. זה חיוני כדי להשיג את אותה צפיפות הספק כדי להבטיח תוצאות שניתנות לחזרה.

המתקן הנדרש לריתוך ברכיים אינו חזק כל כך. מוצג עיצוב מתקן טיפוסי. מהדקים מרובים יכולים להבטיח מגע נכון בין שני חלקים על פני שטח גדול, במקום מהדק ארוך וקשיח שמחזיק את כל התפר במקומו. ניתן להשתמש בהדקים פניאומטיים לביצוע אוטומטי של קיבוע זה. בדוגמה, אופטיקה הסריקה יכולה להלחים במהירות את כל המפרקים הדרושים. הגלוונומטר (מראה במהירות גבוהה בתוך אופטיקה של הריתוך) ממקם את הקורה בעמדת הריתוך ומספק את כל התנועה לנתיב הריתוך. זה מאפשר נתיב רובוט פשוט.

עבור ריתוכים קריטיים במיוחד, מתקן גדול יחיד המעוצב עם נתיב ריתוך יכול להבטיח הרכבת חלקים אידיאלית. הכלים של שיטת הקיבוע יקרים, אבל הם גם מאוד עמידים וניתנים לשחזור. הפעל באופן שווה עומס גדול על פני החלק. קיבוע זה אידיאלי עבור הַטבָּעָה חלקים עם שינויים גדולים בשטיחות פני השטח.

שחרר את היצירתיות

כל עוד מתחשבים בכל המשתנים הבסיסיים, ריתוך לייזר יכול להפעיל יצירתיות ודרגות מסוימות של חופש בעיצוב חלקי. לדוגמה, איזה גודל נקודה נדרש לתהליך נתון? גודל נקודה גדול יותר יכול לספק שטח התכה גדול יותר ועומק מיקוד גדול יותר, אבל זה דורש יותר אנרגיה כדי להשיג את אותו עומק ריתוך.

באופן דומה, מהי תצורת המפרק הטובה ביותר? ריתוך קת דורש דיוק וחזרה על תהליך, אך הוא יכול להשיג ריתוך יציב עם כניסת חום מינימלית. להיפך, ריתוך ברכיים דורש פחות מתקנים וחלון עיבוד גדול יותר, אך דורש יותר קלט חום כדי להשיג ריתוך חזק יותר.

בהתחשב בכל תהליכי ריתוך הלייזר, זה גם מביא אינספור הזדמנויות. זהו כלי מצוין לשימוש בעיצובי חלקים חדשניים ויצירתיים כדי לקדם את הייצור. זה לא רק משפר את האיכות, אלא גם בעל פוטנציאל להוזיל עלויות באופן משמעותי עקב הפחתת שלבי הייצור (כולל פחות עיבוד משני).

קישור למאמר זה: ניתוח של אמצעי זהירות בסיסיים לריתוך בלייזר

הצהרה מחודשת: אם אין הוראות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. אנא ציין את המקור להדפסה חוזרת: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


ניתוח של אמצעי זהירות בסיסיים לריתוך בלייזרמתכת, בריליום, פלדת פחמן, מגנזיום, הדפסת 3D, דיוק עיבוד CNC שירותים לציוד כבד, בנייה, חקלאות ותעשיות הידראוליות. מתאים לפלסטיק ונדיר עיבוד סגסוגות. זה יכול להפוך חלקים בקוטר של עד 15.7 אינץ'. תהליכים כוללים עיבוד שבבי שוויצרי,שפשוף, חריטה, כרסום, משעמם והשחלה. הוא מספק גם ליטוש מתכת, צביעה, שחיקה משטח ו פיר שירותי יישור. טווח הייצור הוא עד 50,000 חתיכות. מתאים לבורג, צימוד, מֵסַב, משאבה, ציודבית קופסה, מייבש תוף והזנה סיבובית שסתום applications.PTJ תתכנן איתך אסטרטגיה כדי לספק את השירותים המשתלמים ביותר כדי לעזור לך להגיע ליעד שלך, ברוכים הבאים ליצור איתנו קשר ( [email protected] ) ישירות לפרויקט החדש שלך.