LBW


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LBW (Laser Welding Bean) - Kurzversion

Laserstrahlschweißen


LBW - lange Version

Laserstrahlschweißen (LBW) ist ein Schweißverfahren verwendet, um mehrere Stücke von Metall durch den Einsatz eines Lasers beizutreten. Der Strahl bietet einen konzentrierten Wärmequelle, so dass für schmale, tiefe Schweißnähte und hohe Schweißgeschwindigkeit. Der Prozess wird häufig in hochvolumigen Anwendungen, wie zum Beispiel in der Automobilindustrie eingesetzt.

Betrieb

Wie Elektronenstrahlschweißen (EBW) hat Laserstrahlschweißen hohe Leistungsdichte (in der Größenordnung von 1 Megawatt / cm ² (MW)) was zu kleinen Wärmeeinflusszonen und hohe Heiz-und Kühlraten. Die Spotgröße des Lasers kann zwischen 0,2 mm und 13 mm variieren, allerdings nur kleinere Größen für das Schweißen verwendet werden. Die Eindringtiefe ist proportional zur Menge an Strom versorgt, ist aber auch abhängig von der Lage des Brennpunktes: Penetration wird maximiert, wenn der Schwerpunkt etwas unterhalb der Oberfläche des Werkstücks.

Ein kontinuierlicher oder gepulster Laserstrahl verwendet, je nach Anwendung werden. Millisekunden langen Impulse werden verwendet, um dünne Materialien wie Rasierklingen schweißen, während kontinuierlicher Laser-Systemen für tiefe Schweißnähte eingesetzt werden.

LBW ist ein vielseitiger Prozess, der fähig ist Schweißen Stähle, HSLA Stahl, Edelstahl, Aluminium und Titan. Aufgrund der hohen Abkühlgeschwindigkeit ist Rissbildung ein Anliegen beim Schweißen hoch C-Stähle. Die Qualität der Schweißnähte ist hoch, ähnlich wie der Elektronenstrahl-Schweißen. Die Geschwindigkeit des Schweißens ist proportional zur Menge an Strom versorgt, sondern hängt auch von der Art und Dicke der Werkstücke. Die hohe Leistungsfähigkeit von Gas-Lasern machen sie besonders geeignet für hochvolumige Anwendungen. LBW ist besonders dominant in der Automobilindustrie.

Einige der Vorteile von LBW im Vergleich zu EBW sind wie folgt: Der Laserstrahl kann durch die Luft anstatt dass ein Vakuum, das Verfahren leicht mit Roboter-Maschinen automatisiert, Röntgenstrahlen werden nicht erzeugt übertragen werden, und LBW Ergebnis in höherer Qualität Schweißnähte.

Ein Derivat des LBW, Laser-Hybrid-Schweißen, verbindet der Laser LBW mit einem Lichtbogen-Verfahren wie Gas-Metall-Lichtbogenschweißen. Diese Kombination ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Positionierung, da MAG liefert geschmolzenem Metall auf die gemeinsame und durch den Einsatz eines Lasers zu füllen, erhöht die Schweißgeschwindigkeit über das, was normalerweise mit MSG möglich. Weld Qualität tendenziell höher als gut, da das Potenzial für unterboten wird reduziert.

Ausstattung

Die beiden Arten von Lasern allgemein in Verwendung sind Festkörperlaser und Gaslaser (vor allem Kohlendioxid-Laser und Nd: YAG-Laser).
Der erste Typ verwendet eine von mehreren festen Medien, einschließlich synthetischem Rubin und Chrom in Aluminiumoxid, Neodym in Glas (Nd: Glas), und die häufigste Form, Kristall aus Yttrium-Aluminium-Granat zusammen mit Neodym (Nd: YAG) dotiert.
Gas-Laser verwenden Gemische von Gasen wie Helium, Stickstoff und Kohlendioxid (CO2-Laser) als Medium.
Unabhängig von der Art aber, wenn das Medium angeregt wird, emittiert es Photonen und bildet den Laserstrahl.

Festkörperlaser

Solid-State-Laser arbeiten bei Wellenlängen in der Größenordnung von 1 Mikrometer, viel kürzer als Gaslaser, und als Ergebnis verlangen, dass die Betreiber spezielle Brille tragen oder verwenden Sie spezielle Bildschirme Netzhaut Schaden zu verhindern. Nd: YAG-Laser kann sowohl gepulste und kontinuierliche Modus betrieben werden, aber die anderen Arten sind gepulsten Modus beschränkt. Das Original und immer noch beliebt Solid-State-Design ist ein Einkristall als Stab ca. 20 mm im Durchmesser und 200 mm lang geformt, und die Enden flach geschliffen. Dieser Stab wird durch eine Blitzröhre mit Xenon oder Krypton umgeben. Wenn geflasht, ist ein Lichtimpuls dauert etwa zwei Millisekunden durch den Laser emittiert. Scheibenförmige Kristalle erfreuen sich wachsender Beliebtheit in der Branche und Blitzlampen sind weicht Dioden aufgrund ihrer hohen Effizienz. Typische Leistung für Rubinlaser ist 10-20 W, während der Nd: YAG-Laser Leistungen zwischen 0.04-6,000 W. Um den Laserstrahl auf die Schweißnaht-Bereich liefern, Faseroptik in der Regel eingesetzt werden.

Gas-Laser

Gas-Laser verwenden Hochspannungs-, Low-Current-Stromquellen, die benötigte Energie liefern, um das Gasgemisch als Lasermedium verwendet begeistern. Diese Laser können in kontinuierlichen und gepulsten Modus betrieben werden, und die Wellenlänge des Laserstrahls beträgt 10,6 um. LWL-Kabel aufnimmt und wird von dieser Wellenlänge zerstört, so dass eine starre Linse und Spiegel Auslieferung verwendet wird. Leistungsausgänge für Gaslaser kann sehr viel höher als Festkörperlaser, bis zu 25 kW.

Faserlaser

In Faserlaser, ist der Gewinn Medium der optischen Faser sich. Sie sind fähig, Leistung bis 50 kW und werden zunehmend für Robotik-Industrie Schweißen eingesetzt.



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