激光焊接：管材、型材加工的全新选择

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欢迎访问e展厅 展厅 9 焊接设备/切割机展厅 交流电焊机, 直流电焊机, 气体保护焊机, 埋弧焊机, 高频焊接机, ... 激光已经成为了一种工业加工手段，用它来加工各种形状、各种壁厚的碳钢、不锈钢和有色金属都可以得到非常理想的效果。基于上述特性，激光成为了焊接管材、型材，加工锯带的理想选择。持续、高质量焊接管材和型材就意味着效率和低成本。 由于CO2激光束的特殊形状，使获得大深宽比焊缝成为了可能。图1所示的焊缝截面显示了3mm的不锈钢管材，采用激光焊接时，焊缝宽度最宽只有0.5mm。而在管材内部，焊缝宽度更小。很高的焊接速度，很少的热输入，带来的结果是变形很小。激光焊接的稳定性很高，这就保证了在一定板厚范围内的管材、型材可以连续、高质量的完成焊接生产。大的径宽比，即圆形管材的直径和管壁比例，使激光成为管材和型材生产的理想之选。 您更喜欢哪种形状？ 与传统焊接方法不同，不同的焊缝形状恰恰证明了激光焊接卓越的加工效果。如焊接角焊缝，或需要填充材料来加强的搭接焊缝，激光焊接即可以得到很大的接合面。图2是0.8mm钣金搭接激光焊接的效果图，其熔深达到了0.86mm。 对其它接头形式，例如对接接头，激光光束直接穿透板材，并将它们焊接在一起。焊接对接焊缝时，采用深熔焊，焊接强度主要由母材厚度决定，这样得到的机械强度最大。这也是为什么激光焊可以用来焊接高压管（IHF）的原因。 激光焊接可以灵活适应多种焊接接头形式，这也使激光焊成为了焊接复杂型材的首选。即便是带涂层的材料，多层搭接接头，均可使用激光焊接。这也开创了新型成型的方式，由此，型材即能立即进一步加工。高加工速度，可靠的加工稳定性和很少的焊接飞溅成就了激光焊接型材的经济与高效。 小巧，纤薄和多种选择 CO2激光器多适用于得到深且窄的焊缝，但是也有根据钣金厚度要求尽可能宽的焊缝的应用，例如焊接管壁厚度在0.1-0.5mm之间电缆外皮或薄管材。图3显示了这种电缆焊缝的截面图。这里的焊缝宽度远大于0.15毫米的钣金厚度。因此深宽比更小。 对于这种加工方法，TruLaser Cell 1100配备了一台固体激光器。固体激光有着良好的光斑形状，波长为1064纳米，它能优化热传导焊接，不仅能加工不锈钢和铝，还能加工像铜或金这样的有色金属。在用激光进行热传导焊接时，材料的热扩散依旧很小，这能大大地提高效率，因为几乎所有的能量都被用到了焊接中。焊缝有着洁净，高质量并且光滑的表面。 进入生产工厂一探究竟时，你会发现短型材不是连续生产出来的，而大多是以6m或12m的小段生产的。这里，多样化的型材只需几个基本的条件就能生产出来。图4举了这样一个例子：两个型材和不同宽度中间连接板，构成了不同的型材。 激光焊接管材和型材的典型行业包括建筑技术，汽车技术和医疗技术等行业，这些行业一般对精度，质量和安全要求很高。 多种解决方案 所以通快开发了专门用于优化管材和型材焊接的激光系统——TruLaser Cell 1100产品系列，还提供在项目启动、员工培训和试运行过程中所需的设计和参数调整支持。在德国迪琴根的公司总部的激光应用中心里，工程师们对所有的激光类型，输出功率和光束质量以及可行性进行研究，这是为了客户能选择正确的激光器并成功应用于生产。 TruLaser Cell 1100 TC是连续焊管的极优选择。占地面积小，能放在任何地方。在TruLaser Cell 1100 TC上，激光器直接集成到机器外壳上 ；其激光器能独立放置在工作台之外。 激光光束从另一处耦合到光路中。其光路系统能直接装配在生产线上。其焊接头安装在加工方向的轴上，通过电机驱动的滑块可实现位置调节，以得到最佳焊接区域。用于高度调整的电机驱动Z轴，将焊接头在最短时间内重新定位，以适应不同直径的管材。多种焊缝跟踪系统可供选择，这样即便焊缝不规则，也能始终保证光斑一直在焊缝上。这样就满足了焊缝一次成型的要求，甚至可放在可见区域。 TruLaser Cell 1100 P/PC功能结构相似，其电机驱动X轴能横向调整加工头的位置——生产不同宽度的型材时能根据焊缝位置灵活调整焊接头。TruLaser Cell 1100 P/PC在加工头上也有回转轴，这样就能调整光束的入射角度，适应不同的焊缝位置。这意味着激光光束不必总是垂直在型材表面上，它也可以从某一角度焊接工件。电机驱动的Z轴在高度上调整焊接头，使机器能适用于不同种类的型材。 如果想在同样的工作位置需要更深的焊缝，那么也就有了更多的解决方案。与高功率CO2激光器相结合，在同一个焊接位置可实现焊接深度跨越几个毫米，甚至穿透几个钣金叠层。由于激光焊接焊缝的强度很高，可以直接进行下一步加工，例如焊接完成后直接折弯。多达200个存储在设备中的焊接参数可供快速调用并插入焊接程序，这些参数基本覆盖了所有型材的焊接需求。 精准定位 激光焊接时的光斑位置对焊接质量的影响非常大，特别是对接焊缝。这就是为什么通快研发了焊缝检测和跟踪系统Seamline。传感器系统探测缝隙并自动将焊接头调整到焊接区域。缝隙偏差可通过机械或光学方式检测，并可在实时SPS的帮助下调整焊接位置。 对于一些管材和型材焊接的焊接，希望用一台激光器服务于多个工作台，这可以通过 LaserNetwork功能来实现。在使用固体激光器时特别容易使用此功能——通过光纤将激光传送到加工镜头上。激光器可独立安装在系统之外，最多可配6根输出光纤。CO2激光器同样可以通过分光组件和光闸高效地把激光分配给多个工作站使用。 为了实现连续焊接，所有的反射镜和镜头都是水冷型且恒温工作的。激光器为不停机操作而设计。传感器会探测焊缝偏差，相应调整镜头，保证持续最优焊接效果。即便出现停机情况，也可以通过TelePresence功能进行快速可靠的在线诊断。(end)

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