Сварщики используют лазерный луч с импульсами от 5 до 10 миллисекунд, которые расплавляют осажденный металл основной заготовки и присадочную проволоку, а затем повторно затвердевают сварочную ванну перед следующим импульсом. Он обеспечивает высокую пиковую мощность, но низкое тепловыделение основного металла по сравнению с непрерывной сваркой TIG и другими сварочными операциями. На самом деле, большинство деталей считается холодным на ощупь сразу после сварки.
Хотя сам процесс импульсной лазерной сварки в настоящее время не такой быстрый, как сварка TIG, импульсная лазерная сварка имеет три преимущества:
1. Импульсная лазерная сварка сокращает общее время ремонта.
Перед сваркой TIG большого компонента формы его необходимо медленно нагревать. После сварки охлаждение тоже должно быть постепенным. Это необходимо для предотвращения растрескивания основного металла. Однако нагрев и охлаждение могут занять несколько часов, что приводит к задержке дальнейшей обработки, необходимой для завершения ремонта.
Этот контролируемый нагрев и охлаждение заготовки не требуется при использовании импульсного лазерного сварочного оборудования из-за низкого тепловыделения. Кроме того, нет необходимости отключать электроэнергию для пресса, когда пресс-форма остается установленной во время сварки (как обычно для очень больших пресс-форм). Это связано с тем, что сварочные машины с импульсным лазером не требуют заземления, как это требуется при сварке TIG. Процесс лазерной сварки также обеспечивает точность сварки мелких деталей без случайного удара о соседние элементы или поверхности. Лазерная сварка может выполняться сварочной проволокой диаметром до 0,006 мм, что впоследствии сокращает время обработки.
2. Импульсная лазерная сварка сводит к минимуму снижение твердости заготовки.
По сравнению с импульсной лазерной сваркой, сварка TIG создает более глубокую зону термического влияния (ЗТВ). ЗТВ - это участок между расплавленным металлом и незатронутым основным металлом, находящийся под ним, который претерпевает неблагоприятные металлургические изменения, увеличивая структуру зерна и размягчая металл. Для сварки ВИГ, HAZ может быть глубиной до 0,3 мм, в то время как типичный диапазон для импульсной лазерной сварки составляет от 0,016 до 0,024 мм.
Большая ЗТВ для сварки TIG означает большее снижение твердости металла в этой зоне. Для сварки ВИГ материал в ЗТВ размягчается на 15-22 балла HRc по сравнению с 2-4 баллами при использовании импульсной лазерной сварки. Это повреждение при нанесении формовочной детали может снизить срок службы. В результате может потребоваться последующая операция термообработки для блока пресс-формы, который ремонтируется с помощью сварки TIG.
3. Импульсная лазерная сварка обеспечивает более воспроизводимые результаты.
В ручной сварке TIG больше искусства, чем в импульсной лазерной сварке. В зависимости от уровня квалификации сварщика TIG, траектория валика может включать в себя пики и впадины. И наоборот, импульсная лазерная сварка позволяет пользователям запускать и останавливать операцию в точных положениях, в то же время внося более равномерную высоту валика.
Импульсные лазерные сварочные аппараты, такие как мобильные установки Alpha Laser и ALM, которые обычно используются для ремонта пресс-форм, оснащены микроскопами с перекрестием, чтобы операторы могли точно позиционировать лазерный луч. Кроме того, для каждой работы необходимо настроить только четыре параметра: напряжение, частоту, время импульса и размер пятна (диаметр лазерного луча).
Этими устройствами можно управлять вручную, в полуавтоматическом режиме или в полном режиме ЧПУ, хотя полный режим ЧПУ обычно используется для производственных работ, а не для ремонта пресс-формы. В полуавтоматическом режиме оператор может заблокировать любую или все оси во время работы лазера, чтобы вращаться с заданной скоростью, выполнять сварку по прямой или легко следовать сложному углу. Импульсные лазерные сварщики могут также сварить пятно размером всего 0,008 мм, по сравнению с 0,08 мм для устройства микро TIG.
Достижения за последние годы
Новые достижения делают сварку с импульсным лазером более эффективными. Один - это большая мощность. В 2010 году максимальная мощность, доступная для импульсной лазерной сварки Nd: YAG, составляла 200 Вт (лазер YAG чаще используются для ремонта пресс-форм, чем волоконные лазеры.)
С тех пор Alpha Laser и другие производители разработали модели на 300 Вт. также предлагает 500-ваттные модели. Они имеют вдвое большую скорость сварки, чем 300-ваттные модели, и могут использовать присадочную проволоку большего диаметра для дальнейшего увеличения скорости осаждения металла. Максимальный диаметр провода для 300-ваттной модели обычно составляет 0,05 мм, в то время как 500-ваттный может использоваться в качестве провода до 0,125 мм.
Еще одним достижением является улучшение мобильности. Самоходные модели Alflak доступны с непрерывными гусеничными гусеницами, похожими на танки. Это позволяет сварочному устройству легко перемещаться из одного места в другое, даже на больших заводах, где большие рельсы, инструменты или детали перемещаются по рельсам. Это самые большие лазерные модели компании, предлагающие вытяжение руки почти на 10 метров. Лазерная головка может вращаться лицом вверх или вниз, чтобы получить доступ к различным поверхностям детали.
