V sodobni kovinskopredelovalni industriji je varjenje osrednja povezovalna tehnologija, ki se široko uporablja v avtomobilski industriji, elektronski opremi, letalstvu in drugih področjih. Vendar pa proizvajalce pestijo številni dolgo-izzivi: nizka učinkovitost varjenja v masovni proizvodnji, močne toplotne deformacije tankostenskih obdelovancev, nestabilna kakovost varjenja, ki je posledica ročnega delovanja, in težave pri varjenju različnih kovin. Tradicionalne metode varjenja, značilne za TIG (varjenje z volframovim inertnim plinom), so zrele in stroškovno-učinkovite, vendar vse pogosteje ne izpolnjujejo visokih-standardnih zahtev sodobne proizvodnje. V tem ozadju se je lasersko varjenje izkazalo kot izstopajoče s svojimi edinstvenimi tehničnimi prednostmi, ki ponujajo učinkovito rešitev za te industrijske težave v posebnih delovnih pogojih.
1. TIG varjenje
TIG varjenje, klasična tradicionalna metoda varjenja, uporablja toploto električnega obloka, ki nastaja med volframovo elektrodo in obdelovancem, da tali osnovno kovino in dodajno kovino, medtem ko inertni plin ščiti območje varjenja pred oksidacijo. Zelo-je primeren za preproste delovne pogoje, kot je-vzdrževanje na mestu,-maloserijsko varjenje nepravilnih obdelovancev in varjenje debelih strukturnih delov iz ogljikovega jekla. Njegove največje prednosti so nizke naložbe v opremo in prilagodljivo delovanje-izkušeni varilci lahko z lahkoto obvladajo zapletene položaje varjenja in nepravilne oblike. Kljub temu ima varjenje TIG očitne omejitve pri reševanju industrijskih izzivov: svojeveliko toplotno{0}}prizadeto območje(običajno 5-10 mm) pogosto povzročideformacija obdelovanca, še posebej za tanke plošče (manj kot 2 mm), ki so nagnjene k upogibanju ali prežganju. Poleg tega je njegova hitrost varjenja le 1-3 m/min, zaradi česar jeneučinkovit za množično proizvodnjo, njegova kakovost pa jemočno odvisno od izkušenj varilca, kar vodi do nedoslednega oblikovanja šivov in visoke stopnje napak.
2. Zakajlasersko varjenje?
Nasprotno pa lasersko varjenje učinkovito obravnava te boleče točke v ciljnih delovnih pogojih, njegove glavne prednosti pa je mogoče zlahka razumeti prek več ključnih parametrov,-{1}}ki jih je lahko razumeti. Prvič, moč laserja (merjena v vatih) neposredno določa penetracijo varjenja: za tanke pločevine iz nerjavečega jekla (0,5-2 mm) zadostuje 500-1500 W laserske moči za oblikovanje močnega zvara brez prežganja obdelovanca. Pri debelejših obdelovancih (3-10mm) povečanje moči na 2000-5000W omogoča enkratno prebijanje. Drugič, njegova hitrost varjenja (običajno 4-15 m/min) je 4- do 10-krat hitrejša od hitrosti varjenja TIG, kar znatno poveča učinkovitost proizvodnje v scenarijih množične proizvodnje. Tretjič, premer laserske točke (običajno 0,1-0,5 mm) je veliko manjši od obloka TIG, kar ima za posledico večjo energijsko gostoto in izjemno ozko območje toplotnega vpliva (le 0,1-1 mm). To učinkovito preprečuje deformacijo obdelovanca, kar je ključnega pomena za natančne komponente, kot so elektronski konektorji in avtomobilski pločevinasti deli.
3. Izstopajte po natančnosti
V posebnih praktičnih aplikacijah,lasersko varjenjedokazuje nenadomestljive prednosti. Če vzamemo za primer industrijo novih energetskih vozil, Tesla Model 3 uporablja lasersko obročasto varjenje za karoserijo vozila. Šest laserskih varilnih robotov izvede integrirano sestavo karoserije, zmanjša število sestavnih delov in izboljša togost karoserije. Za varjenje blokov cilindrov motorja in ohišij menjalnika, ki zahtevajo odlično zrakotesnost, se uporablja lasersko mikro{4}}prebojno varjenje, da se prepreči uhajanje olja in zraka. Laminirano varjenje železnih jeder statorja motorja za nova energetska vozila doseže popolnoma avtomatsko masovno proizvodnjo prek programiranja robotske poti. Laser natančno varjenje se uporablja za jezičke baterijskih celic (2-5 mm v širino), opremljene s sistemom za vizualno pozicioniranje, da se prepreči odstopanje pri varjenju in kratke stike. Lasersko varjenje za dele, kot so okvirji sedežev in izpušne cevi, poveča učinkovitost proizvodnje, zmanjša deformacijo obdelovanca in se dobro prilagaja proizvodnji na tekočem traku.
TIG varjenje in lasersko varjenje se med seboj ne izključujeta, ampak se dopolnjujeta, s svojimi veljavnimi delovnimi pogoji. Varjenje TIG je še vedno nenadomestljivo pri enostavnem delovanju, nizkih-cenah in-pri vzdrževanju na mestu.Lasersko varjenjevendar pa je ključ do reševanja glavnih težav v industriji-nizka učinkovitost, enostavna deformacija in nestabilna kakovost-pri scenarijih visoke-natančnosti, množične proizvodnje in varjenja posebnih materialov.Proizvajalci lahko rešijo težave pri varjenju tako, da izberejo ustrezno metodo varjenja glede na material obdelovanca, debelino, obseg proizvodnje in zahteve glede natančnosti ter ustrezno prilagodijo moč laserja, hitrost varjenja in premer točke. V prihodnosti bo z nenehnim izboljševanjem laserske tehnologije igrala pomembnejšo vlogo pri spodbujanju nadgradnje varilne industrije.