In de lasindustrie wordt laserlassen beschouwd als een sterke en geavanceerde methode van verbindingsproces. Het maakt gebruik van zeer geconcentreerde lichtstralen, lasers genaamd. Op het beoogde oppervlak van het materiaal creëert de laserstraal intense hitte op het contactpunt en zorgt ervoor dat het materiaal smelt en een sterke verbinding vormt terwijl het afkoelt en stolt.
Laserlassen heeft zowel voor- als nadelen. Als je andere lasprocessen zoals MIG of TIG vergelijkt, is laserlassen sterker. Vandaag gaan we het hebben over laserlassen, de sterke en zwakke punten, bruikbaarheid, enzovoort. We zullen in dit artikel ook laserlassen vergelijken met verschillende lasmethoden.
Laten we eens duiken in de wereld van laserlassen.
Wat is laserlassen?
Laserlassen is de lasmethode die gebruikmaakt van gerichte laserstralen met hoge hitte om het metalen oppervlak te smelten. Gesmolten onderdelen voegen zich vervolgens samen en stollen na afkoeling. Zoals elke andere lasermachine, laserlasmachines maken ook gebruik van een aantal specifieke elementen van lasers, waaronder vastestoflasers en gaslasers (CO2 lasers) en diodelasers.
Dankzij de hoogwaardige laskwaliteit met minimale vervorming en verwarmde zone is dit een goede keuze voor een breed scala aan lasprojecten.
Er zijn nog andere lasprocessen, zoals GMAW/MIG-lassen (gasmetaalbooglassen), GTAW/TIG-lassen, elektrodelassen, booglassen met gevulde draad, onderpoederdeklassen, weerstandspuntlassen en elektronenbundellassen.
Vooral laserlassen is de meest praktische en veelzijdige techniek.
Hoe werkt het?
Laserlassen gebruikt hooggeconcentreerde, gefocuste laserstralen om het metaaloppervlak te verhitten tot het smelt. Nadat de onderdelen zijn samengevoegd, worden ze afgekoeld totdat ze stevig zijn.
Hieronder vindt u stapsgewijs de gebruikersinformatie.
1. Straalgeneratie: Het lasproces begint met de generatie van een krachtige laserstraal. Verschillende soorten lasers, zoals vastestoflasers, gaslasers (bijv. CO2 Afhankelijk van de toepassingsvereisten kunnen lasers (lasers) of diodelasers worden gebruikt.
2. Straalfocussing: Vervolgens wordt de laserstraal met behulp van spiegels en lenzen naar het focuspunt gericht. Efficiënte verwarming en smelting van de materialen zijn sterk afhankelijk van de nauwkeurigheid van het focuspunt en de temperatuur.
3. Materiaalvoorbereiding: Voordat u begint met het lasproces, is materiaalvoorbereiding een must. Dit omvat reiniging, klemmen en oppervlaktebehandeling.
4. Lasproces: Focus de laserstralen op het voorbereide oppervlak van het materiaal. Het gerichte punt van het oppervlak smelt met de geconcentreerde hitte van de laser.
5. Lasvorming: De gesmolten materialen smelten samen en vormen een solide verbinding. Om de sterkte van de verbinding te verbeteren en gaten te vullen, kunnen extra filters worden gebruikt.
6. Koelen en stollen: Zodra het lassen voltooid is, koelen en stollen de gesmolten materialen snel, waardoor een stevige verbinding ontstaat tussen de verbonden oppervlakken. Om vervorming te minimaliseren is een goede koelingscontrole erg belangrijk.
7. Post-las inspectie: Inspecteer het lassen op kwaliteit en integriteit. Aanvullende afwerkingsprocessen zoals slijpen, polijsten of coaten kunnen vereist zijn, afhankelijk van de lasafwerking.
Is laserlassen sterk?
Ja, laserlassen wordt beschouwd als een sterke en betrouwbare lastechniek. De redenen waarom laserlassen een sterk lasproces is, worden hieronder gegeven.
• Precisie en controle
Nauwkeurige controle over lasparameters zoals vermogen, snelheid en focus zorgt ervoor dat consistente las- en materiaaleigenschappen behouden blijven. Dit resulteert in sterke lasverbindingen.
• Minimale hittebeïnvloede zone (HAZ)
De geconcentreerde balken resulteren in een minimale warmte-beïnvloede zone. Dit vermindert de thermische vervorming, restspanningen en verzwakking van het materiaal. Bijgevolg zijn de mechanische eigenschappen van de gelaste verbinding vaak beter dan die welke met andere lasmethoden worden bereikt.
• Diepe penetratie
Laserlassen kan diepe penetratie bereiken met een hoge aspectverhouding. Lassen in dikke materialen wordt daardoor toegankelijker. Het verbetert de structurele integriteit van de verbinding.
• Hoge energiedichtheid
De hoge energiedichtheid zorgt voor efficiënt smelten en smelten van de materialen. Dit resulteert in een sterke metallurgische binding. Deze hoge energiedichtheid maakt ook het lassen van staal en non-ferro legeringen mogelijk.
• Contactloos proces
Laserlassen minimaliseert fysieke vervorming en verontreiniging van de gelaste materialen, omdat het een contactloze lasmethode is.
Voors en tegens
Laserlassen is een veelzijdig en nuttig proces voor een breed scala aan laswerkzaamheden. Toch levert het soms niet de benodigde output op als u andere lasmethoden vergelijkt. Laten we de sterke en zwakke punten van laserlassen eens naast elkaar bekijken.
| VOORDELEN | NADELEN |
|---|---|
| Maakt zeer nauwkeurig en gecontroleerd lassen mogelijk, ideaal voor ingewikkelde en delicate onderdelen | De initiële investering voor laserlasapparatuur is relatief hoog vergeleken met traditionele lasmethoden |
| Kan een grote verscheidenheid aan materialen lassen, waaronder metalen, kunststoffen en ongelijksoortige materialen | Mogelijk niet geschikt voor zeer dikke materialen of materialen met sterk reflecterende oppervlakken, die de laserstraal kunnen reflecteren of verstrooien |
| Vermindert thermische vervorming en materiaalschade, waarbij de mechanische eigenschappen van het omringende materiaal behouden blijven | De zichtlijn van de laserstraal beperkt het gebruik ervan bij lasverbindingen die moeilijk toegankelijk zijn of complexe geometrieën hebben |
| Geschikt voor lassen met hoge snelheid, wat de productiviteit verhoogt en de productietijd verkort | |
| Bereikt sterke lassen in dikke materialen met hoge aspectverhoudingen, vaak in één enkele doorgang | |
| Gemakkelijk te integreren in geautomatiseerde productiesystemen, wat de efficiëntie en consistentie verbetert |
Hoe de beperkingen van laserlassen te overwinnen!
Laserlassen kan een geweldige kans zijn als het op de juiste manier wordt ingezet. Ja, het kent bepaalde beperkingen, maar de meeste daarvan kunt u overwinnen. Dus, hoe doet u dat?
Hoge apparatuurkosten
• Voer een grondige kosten-batenanalyse uit. Denk aan de besparingen op de lange termijn door verhoogde productiviteit.
• Bekijk financierings- en leasemogelijkheden.
• Begin met de minimale investering in de machine. Verhoog de investering geleidelijk.
Materiële beperkingen
• Gebruik coatings of oppervlaktebehandelingen op reflecterende materialen. Dit zal de laserabsorptie verbeteren en reflectieproblemen verminderen.
• Optimaliseer de laserparameters om ze beter af te stemmen op de materiaaleigenschappen en -dikte.
• Combineer laserlassen met andere lasmethoden (zoals MIG of TIG).
Beperkte toegankelijkheid van de gewrichten
• Door het gebruik van robotarmen en geautomatiseerde systemen worden moeilijk bereikbare gewrichten bereikbaar.
• Ontwerp op maat gemaakte bevestigingen en mallen.
• Gebruik multi-assige laserlassystemen
Daarnaast kan de geleidelijke implementatie van bestaande producten, het uitvoeren van compatibiliteitsbeoordelingen en het starten van pilotprojecten de efficiëntie van de machine verbeteren en de beperkingen aanzienlijk verminderen.
Laserlassen versus MIG
| Kenmerken | Laser lassen | MIG |
|---|---|---|
| Warmtebron | Laserstraal | Elektrische boog |
| precisie | Zeer hoog | Gemiddeld |
| Door hitte beïnvloede zone | minimaal | Grotere |
| Lassnelheid | Hoog | Matig tot laag |
| Doordringen | Diep, vaak in één doorgang | Goed, kan meerdere doorgangen vereisen |
| Materiaalcompatibiliteit: | Breed assortiment, ook moeilijk te lassen | Breed scala aan veel voorkomende metalen |
| Spatten | Minimaal tot geen | Genereert spatten |
| Uitrustingskosten | Hoog | Lagere |
| Vereiste vaardigheden | Hoge, gespecialiseerde training vereist | Gemiddeld, gemakkelijker te leren |
| Gezamenlijke toegankelijkheid | Vereist zichtlijn | flexibeler |
| Automatisering | Gemakkelijk geautomatiseerd | Minder makkelijk te automatiseren |
| Veiligheid | Aanzienlijke gevaren van krachtige lasers | Vereist voorzorgsmaatregelen, maar is over het algemeen veiliger |
Laserlassen versus TIG
| aspecten | Laser lassen | TIG-lassen |
|---|---|---|
| Precisie en controle | Extreem hoge precisie, ideaal voor complexe en geautomatiseerde processen | Hoge precisie met handmatige bediening, ideaal voor gedetailleerde en hoogwaardige lassen |
| Door hitte beïnvloede zone (HAZ) | Minimale HAZ, vermindering van thermische vervorming en behoud van materiaaleigenschappen | Minimaliseert HAZ, maar niet zoveel als laserlassen |
| Snelheid | Hogesnelheidslassen verhoogt de productiviteit | Lagere lassnelheden verminderen de productiviteit |
| Veelzijdigheid | Geschikt voor een breed scala aan materialen, waaronder metalen, kunststoffen en ongelijksoortige materialen | Uitstekend voor verschillende metalen, met name non-ferrometalen, maar minder veelzijdig voor kunststoffen |
| Vereiste vaardigheden | Vereist gespecialiseerde training en expertise | Vereist aanzienlijke vaardigheden en ervaring voor de beste resultaten |
| Kosten | Hoge initiële apparatuurkosten | Matige apparatuurkosten, hoger dan bij sommige andere methoden |
| Aanvraag | Ideaal voor toepassingen met hoge precisie, automatisering en productie in grote volumes | Het beste voor hoogwaardige lassen en handmatige controle, zoals in de lucht- en ruimtevaart, automobielindustrie en artistiek metaalwerk |
