Laserstrålesvetsning VS Plasmabågsvetsning
Laserstrålesvetsning
Laserstrålesvetsning är en högeffektiv och mycket exakt svetsmetod som använder en laserstråle med hög energidensitet som värmekälla. Svetsning kan göras med kontinuerliga eller pulsade strålar av laser. Enligt principerna för lasersvetsning kan processerna ytterligare delas upp i två: värmeledningssvetsning och laserdjupsvetsning. Effekttäthet under 104 ~ 105 W/cm2 avser värmeledningssvetsning. Vid den tiden är inträngningsdjupet grunt med låg svetshastighet; när effekttätheten är större än 105 ~ 107W/cm2, under värmepåverkan, tar metallytan urtaget till ett "hål"-utseende för att bilda svetsning med djup penetration.
Funktioner
Funktioner av snabb svetshastighet och stort bildförhållande
Laserstrålesvetsning använder i allmänhet kontinuerliga laserstrålar för att slutföra anslutningen av material. Den metallurgiska fysiska processen är mycket lik elektronstrålesvetsning, det vill säga energiomvandlingsmekanismen fullbordas av en "nyckelhåls"-struktur.
Vid laserbestrålning med tillräckligt hög effekttäthet avdunstar materialet och bildar små hål. Detta lilla hål fyllt med ånga är som en svart kropp och absorberar nästan all energi från den infallande strålen. Jämviktstemperaturen i kaviteten är ca 2500C. Värmen överförs från ytterväggen av högtemperaturkaviteten och smälter metallen som omger kaviteten. De små hålen är fyllda med högtemperaturånga som genereras av den kontinuerliga förångningen av väggmaterialet under ljusstrålen.
De 4 väggarna i de små hålen omger den smälta metallen och den flytande metallen omger det fasta materialet. (I de flesta konventionella svetsprocesser och laserledningssvetsning är energin 1:a (avsatt på ytan av arbetsstycket, transporteras sedan till insidan genom överföring). Vätskeflödet utanför hålväggen och ytspänningen på väggskiktet överensstämmer med det ångtryck som kontinuerligt genereras i hålrummet och upprätthåller en dynamisk balans. Ljusstrålen strömmar kontinuerligt in i det lilla ljushålet utanför materialet och strömmar ut i det lilla ljushålet. strålen rör sig, är det lilla hålet alltid i ett stabilt flöde.
Det vill säga, det lilla hålet och den smälta metallen som omger hålet kommer att röra sig framåt med den främre strålens hastighet. Den smälta metallen fyller gapet som lämnas av det lilla hålet och kondenserar sedan, och svetsen bildas. Alla ovanstående processer sker så snabbt att svetshastigheten lätt kan nå flera meter per minut.
1. Laserstrålesvetsning är smältsvetsning, som använder en laserstråle som energikälla och påverkar den svetsade fogen.
2. Laserstrålen kan styras av ett platt optiskt element (som en spegel), och sedan projiceras strålen på svetsfogen med ett reflekterande fokuseringselement eller lins.
3. Lasersvetsning är beröringsfri svetsning. Inget tryck krävs under operationen, men inert gas behövs för att förhindra oxidation av den smälta poolen. Tillsatsmetallen används då och då.
4. Laserstrålesvetsning kan kombineras med MIG-svetsning för att bilda laser MIG-kompositsvetsning för att uppnå stor penetrationssvetsning, samtidigt som värmetillförseln reduceras kraftigt jämfört med MIG-svetsning.
Tillämpningar
Lasersvetsmaskinen används i stor utsträckning inom tillverkningsområden med hög precision som bilar, fartyg, flygplan och höghastighetståg. Det förbättrade avsevärt livskvaliteten för människor och drev även hushållsmaskineriet till precisionsteknik.
Plasmabågsvetsning
Plasmabågsvetsning hänvisar till en smältsvetsmetod som använder en plasmabågsstråle med hög energidensitet som svetsvärmekälla. Under svetsning är jongasen (som bildar en jonbåge) och skyddsgasen (för att skydda den smälta poolen och svetsfogen från luftens skadliga effekter) ren argon. Elektroderna som används vid plasmabågsvetsning är i allmänhet volframelektroder och behöver ibland fyllas med metall (svetstråd). I allmänhet används den positiva DC-anslutningsmetoden (volframstaven är ansluten till den negativa elektroden). Därför är plasmabågsvetsning i huvudsak en volframgasskyddad svetsning med en kompressionseffekt.
Plasmabågsvetsning har egenskaperna energikoncentration, hög produktivitet, snabb svetshastighet, liten spänningsdeformation och stabil elektrisk isolering och är lämplig för svetsning av tunna plåtar och lådmaterial. Det är särskilt lämpligt för olika eldfasta, lättoxiderade och värmekänsliga metallmaterial (såsom volfram, molybden, koppar, nickel, titan, etc.).
Gasen dissocieras genom uppvärmningen av ljusbågen och komprimeras när den passerar genom det vattenkylda munstycket med hög hastighet, vilket ökar energitätheten och graden av dissociation och bildar en plasmabåge. Dess stabilitet, värmevärde och temperatur är högre än den allmänna ljusbågen, så den har högre penetration och svetshastighet. Gasen som bildar plasmabågen och skyddsgasen runt den använder i allmänhet ren argon. Beroende på materialegenskaperna hos olika arbetsstycken använder vissa helium, kväve, argon eller en blandning av båda.
Funktioner
1. Mikrostråle plasmabågsvetsning kan svetsa folier och tunna plattor.
2. Med en liten håleffekt kan den bättre realisera enkelsidig svetsning och dubbelsidig friformning.
3. Plasmabåge har hög energitäthet, hög bågkolonntemperatur och stark penetreringsförmåga. Det kan uppnå 10-12mm tjockt stål utan fassvetsning. Den kan svetsas genom dubbelsidig formning på en gång. Svetshastigheten är hög, produktiviteten är hög och spänningsdeformationen är liten.
4. Utrustningen är relativt komplicerad, gasförbrukningen är stor, gruppen har strikta krav på utrymmet och renheten hos arbetsstycket, och den är endast lämplig för inomhussvetsning.
Tillämpningar
Plasmasvetsning är ett av de viktiga medlen i industriell produktion, särskilt för svetsning av koppar och kopparlegeringar, titan och titanlegeringar, legerat stål, rostfritt stål, molybden och andra flyg- och rymdmetaller, som används i militära och andra banbrytande industrier, såsom tillverkning av en viss typ av missilskal tillverkad av titanlegering och partiella tunnväggiga behållare på flygplan.
Kostnad, underhåll och operativ effektivitet
Några faktorer relaterade till att jämföra teknikval mellan laserstrålesvetsning och plasmabågsvetsning för industriella tillämpningar inkluderar kostnader, underhåll och driftseffektivitet.
Kostnadsanalys
Laserstrålesvetsning kräver en hög initial investering eftersom utrustningen är komplicerad jämfört med plasmabågsvetsning. Värdet på allmänna industriella lasersvetsningssystem sträcker sig vanligtvis uppåt $200,000, medan plasmabågsvetsningssystem har kostnader någonstans i storleksordningen $10,000 till $50,000. LBW har dock potentialen för betydande kostnadsbesparingar på lång sikt tack vare ökade bearbetningshastigheter samt minimala behov av eftersvetsfinish. Plasmasvetsning kan ha högre kostnader för förbrukningsmaterial för fortsatt drift.
Underhållskrav
Eftersom förbrukningsdelar, såsom elektroder och gasmunstycken, slits ut oftare kräver plasmabågsvetssystem vanligtvis mer frekvent underhåll. Däremot kräver lasersvetssystem färre förbrukningsvaror, men deras optik och laserkällor behöver ibland rengöras och omkalibreras. När de underhålls på rätt sätt kan laserkällor hålla i mer än 20,000 timmar med kortare stilleståndstid. Plasmasystem, även om de är enklare, kan uppleva mer frekventa avbrott eftersom förbrukningsvaror slits.
Operativ effektivitet
Lasersvetsteknikerna är mycket snabbare och mer exakta och når hastigheter på så höga som 10 meter per minut på tunna material, därför mycket idealisk för massproduktion. Den producerar också mycket små värmepåverkade zoner, vilket ger minimal materialförvrängning, vilket förbättrar produktens kvalitet. Plasmasvetsning är effektiv i tjockare material, men med lägre hastighet, och kräver ofta ytterligare finputsning för att rensa upp svetsar, såsom slipning.
Medan laserstrålesvetsning kräver högre investeringskostnader i förväg, ger dess effektivitet och mindre frekventa underhållsbehov ofta kostnadsfördelar i det långa loppet, särskilt för applikationer som kräver hög precision. Plasmabågsvetsning är fortfarande bra för mindre komplexa arbeten och mindre operationer.
Ytterligare läsning
12 mest populära svetsmaskiner
Ta reda på de 12 mest populära svetsmaskinerna på STYLECNC med MIG, TIG, AC, DC, SAW, CO2 gas-, laser-, plasma-, stum-, punkt-, tryck-, SMAW- och sticksvetsare.
Styrkor och begränsningar med lasersvetsning: är den stark?
Den här artikeln berättar definitionen, principen, stabiliteten, begränsningarna, för- och nackdelarna med lasersvetsning, samt dess jämförelse med MIG- och TIG-svetsare.
En guide till lasermikrobearbetningssystem
Lasermikrobearbetningssystem är en typ av laserstrålebearbetningsteknik (LBM) för global tillverkning med laserskärning, lasermärkning, lasersvetsning, lasergravering, laserytbehandling och laser 3D utskrift.
Pulserad Laser VS CW Laser för rengöring och svetsning
Vilka är skillnaderna mellan kontinuerlig våglaser och pulsad laser för rengöring och svetsning? Låt oss göra en jämförelse av pulsad laser och CW-laser för metallskarvar, rostborttagning, färgborttagning och beläggningsborttagning.
Vad är ultrasnabb laser?
Ser du fram emot att lära dig mer om ultrasnabba lasrar för skärning, gravering, märkning och svetsning? Granska den här guiden för att förstå ultrasnabb laserdefinition, typer, komponenter, applikationer, för- och nackdelar.
15 fördelar med lasersvetsmaskin
Lasersvetsning är en av de viktiga aspekterna av lasermaterialbearbetningsteknik, du kan få följande 15 fördelar med lasersvetsmaskin.