LBW


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LBW (Laser Saldatura Bean) - versione corta

Saldatura a fascio laser


LBW - versione lunga

Saldatura a fascio laser (LBW) è una tecnica di saldatura usata per unire più parti di metallo attraverso l'utilizzo di un laser. Il raggio fornisce una fonte concentrata di calore, permettendo stretti, saldature profonde e tassi elevati di saldatura. Il processo è spesso utilizzato in applicazioni ad alto volume, come ad esempio nel settore automobilistico.

Operazione

Come saldatura a fascio di elettroni (EBW), saldatura a fascio laser è ad alta densità di potenza (dell'ordine di 1 Megawatt / cm ² (MW)) con conseguente piccolo calore zone colpite e riscaldamento elevati tassi di raffreddamento. La dimensione del punto del laser può variare tra 0,2 mm e 13 mm, anche se solo taglie più piccole sono utilizzate per la saldatura. La profondità di penetrazione è proporzionale alla quantità di energia fornita, ma dipende anche dalla posizione del punto focale: la penetrazione è massimizzato quando il punto focale è leggermente sotto la superficie del pezzo.

Un raggio laser continuo o pulsato possono essere utilizzati a seconda dell'applicazione. Impulsi millisecondi lunghi sono utilizzati per saldare materiali sottili come lame di rasoio mentre i sistemi laser continuo vengono impiegati per le saldature profonde.

LBW è un processo versatile, capace di saldare acciai al carbonio, acciai HSLA, acciaio inox, alluminio e titanio. Grazie alla elevata velocità di raffreddamento, cracking è un problema quando la saldatura ad alta acciai al carbonio. La qualità delle saldature è elevata, simile a quella di saldatura a fascio di elettroni. La velocità di saldatura è proporzionale alla quantità di energia fornita, ma dipende anche dal tipo e dallo spessore dei pezzi. La capacità ad alta potenza del laser a gas li rendono particolarmente adatti per applicazioni ad alto volume. LBW è particolarmente dominante nel settore automobilistico.

Alcuni dei vantaggi di basso peso alla nascita rispetto a EBW sono i seguenti: il fascio laser può essere trasmesso attraverso l'aria piuttosto che richiedere un vuoto, il processo è facilmente automatizzato con macchinari robotici, i raggi X non vengono generati, e il risultato LBW in alta qualità saldature.

Un derivato di basso peso alla nascita, la saldatura laser-ibrida, combina il laser di basso peso alla nascita, con un metodo di saldatura ad arco come la saldatura ad arco in metallo gas. Questa combinazione permette una maggiore flessibilità di posizionamento, dal momento che GMAW fornisce metallo fuso per riempire il comune, e grazie all'utilizzo di un laser, aumenta la velocità di saldatura su quello che è normalmente possibile con GMAW. Qualità delle saldature tende ad essere maggiore, come pure, dal momento che il potenziale di sottoquotazione è ridotto.

Attrezzatura

I due tipi di laser sono comunemente utilizzati in laser a stato solido e laser a gas (soprattutto anidride carbonica e laser Nd: YAG).
Il primo tipo utilizza uno dei tanti terreni solidi, tra cui rubino sintetico e cromo in ossido di alluminio, in vetro al neodimio (Nd: vetro), e il tipo più comune, cristallo composto da alluminio granato di ittrio drogato con neodimio (Nd: YAG).
Laser a gas utilizzare miscele di gas come l'elio, azoto e anidride carbonica (laser CO2) come un mezzo.
Indipendentemente dal tipo, tuttavia, quando il mezzo è eccitato, emette fotoni e forma il fascio laser.

Laser a stato solido

Laser a stato solido operano a lunghezze d'onda dell'ordine di 1 micrometro, molto più breve di laser a gas, e di conseguenza richiedono che gli operatori di indossare occhiali speciali o utilizzare schermi speciali per evitare danni retina. Nd: YAG possono funzionare sia in modalità pulsata e continua, ma gli altri tipi sono limitati alla modalità pulsata. L'originale e ancora popolare a stato solido design è un singolo cristallo a forma di asta di circa 20 mm di diametro e 200 mm di lunghezza, e le estremità sono terreno pianeggiante. Questa canna è circondata da un tubo flash allo xeno contenenti o krypton. Quando lampo, un impulso di luce della durata di circa due millisecondi viene emesso dal laser. Cristalli a forma di disco stanno crescendo in popolarità nel settore, e flashlamps stanno cedendo il passo a diodi a causa della loro alta efficienza. Potenza tipica di rubino laser è di 10-20 W, mentre il Nd: YAG uscite tra 0.04-6,000 W. Per offrire il raggio laser per la zona di saldatura, le fibre ottiche sono di solito impiegati.

Gas laser

Laser a gas uso ad alta tensione, bassa corrente fonti di alimentazione per fornire l'energia necessaria per eccitare la miscela di gas utilizzata come mezzo lasing. Questi laser possono operare sia in modalità continua e pulsata, e la lunghezza d'onda del raggio laser è di 10,6 micron. Cavo in fibra ottica assorbe ed è distrutto da questa lunghezza d'onda, per cui una lente rigida e la consegna del sistema specchio è utilizzato. Uscite di potenza per laser a gas può essere molto superiore a quella laser a stato solido, raggiungendo i 25 kW.

Fibra laser

Nel laser a fibra, il guadagno medio è la fibra ottica stessa. Sono capaci di potenza fino a 50 kW e sono sempre più utilizzati per la saldatura robotizzata industriale.



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