Lasersvetsning

svetsriktning

Lasersvetsning sker med en laserstråle som bara medför lokal uppvärmning och som går så fort att detaljen är ihopsvetsad innan värmen från svetsen har spridit sig till det omgivande materialet. Detta gör att värmepåverkan och·deformationer hålls på ett minimum. Bearbetningshastigheten är dessutom oftast mångfalt högre än vid konventionell svetsning.

Lasersvetsning används främst för att sammanfoga två komponenter där hög hastighet med minimal värmepåverkan och små fogar kvävs. Tack vara den höga kvalitén och hastigheten samt tillämpning av automation så är lasersvetsning en allt större del av dagens moderna industri.

Svetsning med laser kan användas inom många olika områden. Laser kan bl.a. användas inom medicinsk industri där krav på fina fogar utan porer finns, till smyckes- och elektronikindustrin där precision och småskalighet är viktigt samt för att svetsa ihop bilkarosser inom bilindustrin.

Stål och aluminium är de klassiska materialen för lasersvetsning men alla svetsbara material kan lasersvetsas, ofta med högre hastigheter och bättre kvalitet.

Lasersvetsning kan delas in i två typer av svetsning.

  • Värmeledningssvetsning
  • Nyckelhålsvetsning

Vid värmeledningsvetsning sammanfogas material genom att den övre ytan smälts av laserstrålen. Smältorna blandas och stelnar sedan tillsammans. En typisk svetspenetration med värmeledningsvetsning ligger under 2 millimeter. Fördelen med värmeledningsvetsning jämfört med konventionella svetsmetoder är snabbheten och enkelheten att uppnå en hög ytfinish.

Nyckelhålsvetsning baseras på skapandet av ett plasmahål i materialet där en liten del av materialet förångas och skapar ett högt tryck i hålet. Trycket gör att det förångade materialet håller undan smält material så att strålen genom multipla reflexer tränger djupare ner. Nyckelhålsvetsning är en djup och snabb svetsmetod med minimal värmepåverkan och minskar termiska spänningar och deformationer i detaljen jämfört med andra konventionella svetsmetoder. Penetrationsdjupet kan vara så högt som 25 millimeter.

Lasersvetsning kan göras med flera olika tekniker och konkurrerar med andra tekniker inom alla områden.

  • Punkt- och sömsvetsning
  • Hybridsvetsning med MIG eller TIG
  • Lödning
  • Påsvetsning
  • Scanner- och fjärrsvetsning

 

Punkt_und_Nahtschweissen2_141x105_01
Punkt- och sömsvetsning

Lasern kan användas både till punktsvetsning som sömsvetsning. Det som gör lasern oslagbar vid mikrosvetsning är att en svetspunkt långt under 0,1 mm kan uppnås. Vid sömsvetsning kan långa svetsförlopp utföras eftersom laserstrålen alltid kan vara på och inte är beroende av tillsatsmaterial. Svetspunktens storlek kan varieras med hjälp av olika fokuseringslinser.

Svetshastigheten styrs av lasereffekten, kombinationen av material, geometrin på detaljen och vilken lasertyp som används. Laserstrålningens våglängd skiljer mellan lasertyperna och absorberas i olika grad av materialen.

 

Hybrid
Hybridsvetsning

Laserhybridsvetsning kombinerar lasersvetsning med konventionell MIG/MAG-svetsning och ger fördelar främst genom sin förmåga att fylla fogspalter som lasersvetsning utan tillsatsmaterial inte klarar. Laserhybridmetoden ger även ökad produktivitet och lägre sträckenergi och därmed mindre deformationer jämfört med konventionell MIG/MAG-svetsning. Jämfört med MIG/MAG-svetsning kan svetshastigheten ökas med dubbelt eller ännu mer.

 

LaserDeposit
Lödning (brazing)

Laserlödning görs genom att hetta upp både fogen och lödtråden med laserstrålen så att en lödfog skapas. Laserlödning inför möjligheten att sammafoga ej svetsbara legeringar och har en högre lödhastighet än andra lödmetoder. Den skapade ytan blir oerhört jämn och med hög klass.

 

Duroc_process2
Påsvetsning (cladding)

Med laserpåsvetsning kan man belägga detaljer, öka slitstyrkan, modifiera små designavvikelser, skapa nya konturer och reparera tillverkningsfel.

Detta fungerar på samma sätt som laserlödning; genom att hetta upp materialet och tillsatsmaterialet, i trådform eller pulver, samtidigt så att detta smälter ihop. Med olika egenskaper på tillsatsmaterialet kan en produkt med dubbla materialegenskaper framställas.

Den låga värmetillförseln, det snabba upphettnings- och kyltiden och den noggranna kontrollen av laserstrålens energi i form av pulsning bidrar tillsammans att sänka den totala värmetillförseln i detaljen. Jämfört med andra metoder är den mikrostrukturala omvandlingen i detaljen synbarligen mindre.

 

RWS_Automotive_Parts_151_01
Skanner- och fjärrsvetsning (remote welding)

Skanningsteknologin är ett väldigt attraktiv alternativ till att förflytta svetsverktyget eller detaljen för strålpositionering. Med en skanner positioneras strålen istället med hjälp av en eller två speglar. Fokusering av strålen görs antingen innan skannerhuvudet med en fast eller motoriserad fokuseringslins eller efter skannerhuvudet med ett optimerat linssystem. Beroende på den långa fokallängden hos fokuseringslinsen gör små förflyttningar av spegeln att svetspunkten sveper över långa områden i svetsplanet och på så sätt uppnås en oerhört hög förflyttningshastighet av svetspunkten.

Jämfört med att förflytta detaljen medför fjärrsvetsning mycket högre processhastigheter och en lägre investeringskostnad. Den begränsande faktor är storleken på processområdet och tillförsel av skyddsgas vid svetsning av känsliga material.

Nyhetsbrev