ריתוך בלייזר היא שיטת ריתוך יעילה ומדויקת המשתמשת בקרן לייזר בצפיפות אנרגיה גבוהה כמקור חום, אך תהליך זה מצריך עקביות בין קרן הלייזר לגודל תפר הריתוך. באופן יחסי, קשת מתכת גז וריתוך סדרתי טובים יותר בטיפול במצבים שבהם גדלי הרווחים אינם עקביים. לכן, חלק מיצרני הרכב משלבים ריתוך לייזר וריתוך גז כדי להשיג תוצאות ריתוך אידיאליות.
נכון לעכשיו, רוכשי רכב מציבים דרישות גוברת לאיכות ולביצועים של המוצרים שלהם. כדי לענות על צרכי הלקוחות, יש צורך בחדשנות מתמשכת בתהליך.
אותו הדבר חל על תהליכי ריתוך בלייזר. יצרני רכב מקווים לאמץ תהליכים עם מהירות ריתוך מהירה יותר ומחזורי ייצור קצרים יותר תוך הבטחת איכות המוצר ושמירה על גמישות ריתוך מסוימת עבור גדלי פערים שונים. כיום, תהליכי ריתוך לייזר מסורתיים אינם יכולים עוד לעמוד בשתי דרישות הייצור הללו.
עם זאת, היישום המוצלח של הלחמת לייזר, תהליך ריתוך היברידי המשלב ריתוך לייזר עם ריתוך קשת מוגן גז (GMAW), פתר את בעיית הריתוך הזו. אנו יודעים שריתוך לייזר מייצר בריכה מותכת צרה מאוד. גודל הבריכה המותכת הוא פרופורציונלי לעומק הריתוך ולרוחב הריתוך, ובכך משיג מהירות ריתוך גבוהה מאוד. עם זאת, בשל קוטר המוקד הקטן מאוד של קרן הלייזר, ריתוך לייזר אינו יכול להתמודד בקלות עם מצבים בהם רוחב התפר שונה באופן משמעותי מקוטר קרן הלייזר. צפיפות האנרגיה של ריתוך קשת מוגן גז (GMAW) נמוכה, מה שעלול ליצור כתמי אור גדולים על פני החומרים, ויכולה לייצר השפעות ריתוך טובות עבור רוחבי תפרים שונים.
כעת, תהליך ריתוך היברידי זה נבדק בכמה קווי ייצור של רכבים, ואפקט הריתוך הוא אידיאלי מאוד.
מבוא לטכנולוגיית ריתוך היברידי בלייזר
בניגוד לפעולות פס ייצור עם רצף תהליכים מסוים, ריתוך היברידי כרוך בביצוע בו-זמנית של שתי שיטות ריתוך באותו תהליך. ניתן להתאים חוזק ומאפייני ריתוך שונים על ידי בחירת פרמטרים שונים של תהליך ריתוך קשת ולייזר. בהשוואה לתהליך בודד, עומק הריתוך ומהירות הריתוך של התהליך המשולב שופרו משמעותית. המתכת עוברת סובלימציה בחלל הריתוך ומגיבה עם פלזמת הקשת. הספיגה של קרינת לייזר Nd: YAG בפלזמה זניחה. על ידי התאמת יחס ההספק של ריתוך לייזר וריתוך קשת, ניתן לעצב את מהירות הריתוך והגמישות כך שיתמודדו עם רוחבי ריתוך שונים, כדי לייצר אפקטים שונים של ריתוך.
בהשוואה לטכנולוגיית ריתוך לייזר טהור, לטכנולוגיית ריתוך היברידית בלייזר יש את היתרונות הבאים: יש לה יכולת גישור בין פערים גבוהה, רוחב ועומק חדירה מיידיים טובים יותר, טווח יישומים רחב יותר וקשיחות ריתוך טובה יותר. בהשוואה לתהליך ריתוך קשת גז בודדת (GMAW), ריתוך היברידי בלייזר מראה מהירות ריתוך גבוהה יותר, חדירה עמוקה יותר במהירות גבוהה, פחות כניסת חום, חוזק ריתוך גבוה יותר ונוצר ריתוך צר יותר.
בהשוואה לריתוך הלייזר המסורתי, תהליך ריתוך הלייזר ההיברידי המשלב ריתוך לייזר וריתוך קשת גז יכול ליצור בריכת ריתוך גדולה יותר. לכן, תהליך הריתוך ההיברידי בלייזר יכול לעמוד בדרישות הריתוך של רכיבי ריתוך רחבים שאינם מתאימים לטכנולוגיית לייזר קונבנציונלית.
יישום ריתוך בלייזר בתעשיית הרכב
ריתוך היברידי בלייזר יכול לספק מהירות ריתוך גבוהה וחדירה חזקה, אך קלט החום הנדרש מופחת באופן משמעותי. בהשוואה לתהליכי ריתוך תיל קונבנציונליים, מהירות הריתוך של ריתוך היברידי בלייזר עלתה בכ-30 אחוזים. הסיבה לכך שטכנולוגיית ריתוך היברידית בלייזר יכולה לאזן חדירה עמוקה וביצועי ריתוך טובים היא שלקרן הלייזר יש צפיפות אנרגיה גבוהה וחוט הריתוך יכול למלא במלואו את חתך הריתוך. לפני מספר שנים, תהליך ריתוך זה כבר מקודם ונעשה בו שימוש בקרב ספקי הרכב הקדמיים.
היישום הטוב של טכנולוגיית ריתוך היברידית בלייזר בריתוך לוח צד שיפר מאוד את האוטומציה של הריתוך. בהשוואה לריתוך קשת גז מסורתי
קו הייצור ההיברידית לריתוך בלייזר יכול לחסוך כמעט מחצית משטח הייצור;
הפחת את צריכת חוטי הריתוך ב-80 אחוזים;
הגדל את מהירות הריתוך ב-30 אחוזים;
בהשוואה לתהליך הריתוך המסורתי של ריתוך קשת גז, ריתוך היברידי בלייזר חוסך כמעט 30 אחוז מהעבודה האנושית.
תהליך ריתוך מרוכב בלייזר
בעת ביצוע ריתוך היברידי בלייזר), נוצרות שתי קשתות ריתוך באזור הריתוך, קרן הלייזר בקצה הקדמי משמשת לריתוך התחתית, ולאחר מכן נעשה שימוש בתהליך ריתוך קשת הגז כדי לסגור את הפער ולהגדיל את עובי הריתוך.
גמישות גבוהה היא תכונה חשובה של תהליכי ריתוך היברידיים. לדוגמה, ניתן להגדיר שלושה הספקים שונים על סמך אפקט הריתוך הרצוי. בדרך זו, המפעיל יכול לתכנן את פרמטרי תפוקת ההספק במהלך תהליך הריתוך ההיברידי, ולהתייחס לגיאומטריית הריתוך כדי לקבוע את נתיב הריתוך ולבחור מהירות ריתוך סבירה. ניתן להתאים את עומק הריתוך באופן מקיף על ידי שילוב של כוח לייזר, קוטר מוקד ומהירות ריתוך. בנוסף, ניתן להשתמש בשני סוגים שונים של חוטי ריתוך מתכת כדי להשיג תוצאות ריתוך טובות יותר.
אודות HGTECH: HGTECH היא החלוצה והמנהיגה של יישומי לייזר תעשייתיים בסין, והספקית הסמכותית של פתרונות עיבוד לייזר גלובליים. סידרנו באופן מקיף מכונה חכמה לייזר, קווי מדידה ואוטומציה, ובנייה חכמה של מפעלים כדי לספק פתרונות כוללים לייצור חכם.
