Què és la soldadura làser?

la costura que subjecta una ampolla-aïllada al buit la fa sovint una màquina que dispara un feix de llum enfocat.

Això és soldadura làser. I si proveu d'ampolles aïllades al buit a qualsevol volum real, val la pena entendre què fa - i per què funciona millor que els mètodes antics a escala -.

La soldadura per làser utilitza una font concentrada de llum - normalment un làser de fibra o làser de CO₂ - per fondre i fusionar metall a la junta. El feix s'enfoca a través de l'òptica a un punt molt petit, sovint de menys d'un mil·límetre de diàmetre, proporcionant una densitat d'energia extremadament alta en una ubicació precisa.

La calor està tan concentrada que el metall a banda i banda de la soldadura es manté relativament fresc. Compareu-ho amb la soldadura TIG, on tota l'àrea al voltant de l'arc s'escalfa significativament. L'entrada de calor més estreta significa menys deformació, menor -zona afectada per la calor i una soldadura més neta en general.

Per a les ampolles d'aigua d'acer inoxidable, l'aplicació de soldadura làser més comuna és segellar la junta entre les parets interiors i exteriors a la part superior de l'ampolla i soldar la base al cos. Tots dos són tancaments de buit crítics.

Per què va substituir el TIG en la producció de grans-volums

Les raons són pràctiques i econòmiques:

Velocitat. Una estació de soldadura làser pot completar una soldadura circumferencial en un coll d'ampolla en segons. La soldadura TIG de la mateixa unió triga molt més temps, fins i tot en mans expertes. Per a una fàbrica que produeix milers d'unitats per dia, aquesta diferència de temps de cicle és la diferència entre rendibilitat i no.

Coherència. La soldadura làser és altament repetible. Un cop establerts els paràmetres de la màquina - potència, durada del pols, freqüència, posició del feix -, cada soldadura és essencialment idèntica. Les soldadures TIG depenen de la tècnica de l'operador, i fins i tot els excel·lents soldadors produeixen algunes variacions d'una part a una altra. En termes de control de qualitat, la soldadura làser us ofereix una capacitat de procés molt més ajustada.

Menor entrada de calor. La soldadura per làser produeix una zona afectada per la calor-més estreta, cosa que significa menys distorsió de les parets primes d'acer inoxidable. Per a un producte on la precisió dimensional és important - les parets interiors i exteriors han de mantenir un espai constant - això és important. La petjada de calor més àmplia de TIG pot provocar que les parets es deformen lleugerament, cosa que afecta el rendiment del buit amb el temps.

No cal material de farciment. Moltes configuracions de soldadura làser per al segellat d'ampolles utilitzen soldadura autògena - el làser fon el metall base en si mateix, sense necessitat de cable de farciment. Això simplifica el procés i elimina una variable.

Els dos tipus principals utilitzats en la fabricació d'ampolles

Soldadura per làser de fibraés el més comú per a la producció d'ampolles d'acer inoxidable. El làser es lliura mitjançant un cable de fibra òptica, que és flexible i fàcil d'integrar en sistemes automatitzats. Els làsers de fibra funcionen bé amb l'acer inoxidable perquè la longitud d'ona és absorbida de manera eficient pel metall.

Soldadura per làser de CO₂també s'utilitza però amb menys freqüència en aplicacions d'ampolles. La longitud d'ona més llarga requereix una configuració més acurada per a la soldadura de metalls, però encara apareix en algunes línies de producció.

Què afecta la qualitat de la soldadura

Com qualsevol procés de fabricació, la soldadura làser té el seu propi conjunt de variables que determinen si el resultat és bo o no:

Control de potència i pols. Les peces de paret fines-d'acer inoxidable solen utilitzar soldadura per làser polsat - ràfegues curtes de llum d'alta-energia en lloc de raig continu. La durada del pols, la freqüència i la potència màxima s'han de calibrar al gruix del material. Massa potència i et cremes-; massa poc i obteniu una fusió incompleta.

Alineació del feix. El punt làser s'ha de col·locar amb precisió a la interfície de l'articulació - no a la paret interior, ni a la paret exterior, sinó exactament a la línia on es troben. Els equips de producció moderns utilitzen sistemes de visió o accessoris pre-calibrats per mantenir aquesta alineació de manera coherent.

Estat de la superfície. Qualsevol contaminació - d'oli, greix, fins i tot empremtes dactilars - a la zona de l'articulació afectarà com s'absorbeix l'energia del làser i pot provocar defectes. Els bons fabricants netegen les peces abans de soldar.

Gas protector. Tot i que la soldadura làser és ràpida, la piscina de soldadura fosa encara necessita protecció contra l'oxidació. Les mescles d'argó o argó-heli s'utilitzen com a gas de protecció, lliurat a través d'un broquet coaxial amb el raig làser. El cabal de gas i el posicionament importen - massa poc gas i la superfície de soldadura s'oxida; massa pot alterar la piscina fosa.

Disseny conjunt. La geometria de la unió - com les parets interiors i exteriors se superposen o s'uneixen a la part superior - s'ha de dissenyar per a la soldadura làser. Una unió que sigui fàcil de soldar TIG pot no ser òptima per al làser. Els fabricants que canvien de TIG a làser sovint re-reenginyen la geometria de la junta.

Verificació de qualitat

Un dels avantatges de la soldadura làser en la producció de grans-volums és que es pot fer un control de qualitat en línia. Alguns sistemes utilitzen càmeres d'infrarojos per controlar la temperatura de soldadura en temps real. Altres utilitzen la inspecció visual de la costura de soldadura pròpiament dita - una bona soldadura làser té un aspecte consistent i uniforme sense buits ni porositat visibles.

La veritable prova, per descomptat, és la integritat del buit. Els fabricants que es prenen seriosament la qualitat faran proves de fuites a les ampolles acabades -, ja sigui proves individuals o mostres estadístiques. Un lot que falla la prova de fuites més d'un percentatge molt petit del temps indica un problema de procés.