3 преимущества использования импульсной лазерной сварки для ремонта пресс-форм

3 преимущества использования импульсной лазерной сварки для ремонта пресс-форм

Технология импульсной лазерной сварки сокращает общее время ремонта пресс-формы при сохранении высокой твердости металла по сравнению со сваркой вольфрамовым электродом с чрезвычайно инертным газом (TIG).

Сварка вольфрамовым электродом с чрезвычайно инертным газом (TIG) обычно выполняется до завершения ручной чистовой обработки или обработки с ЧПУ и является традиционным методом борьбы с износом или повреждением поверхностей формы. Однако технология импульсной лазерной сварки, которая широко использовалась в немецкой промышленности на протяжении десятилетий, постепенно используется для ремонта пресс-форм и других сварочных работ.

Сварочный аппарат излучает лазерный луч с импульсом от 5 до 10 мс, расплавляет основной материал заготовки, помещенной на сварочный аппарат, и заполняет припойную проволоку, а затем повторно отверждает плавильную ванну перед подачей следующего импульса. Этот процесс имеет высокую пиковую мощность по сравнению с непрерывной TIG и другими сварочными операциями, но передает очень мало тепла исходному материалу. Фактически, большинство деталей остывают сразу после завершения процесса сварки.

Г-н Блэр Жиж является президентом Alpha Laser-US, североамериканского дистрибьютора Alpha Laser, Германия. Компания в основном производит алюминиевый гранат, легированный алюминием, а также оборудование для сварки, наплавки и закалки волоконным лазером. Г-н Блэр Жжж говорит, что, хотя импульсная лазерная сварка в настоящее время не такая быстрая, как сварка TIG, у нее есть три основных преимущества:

1. Импульсная лазерная сварка сокращает общее время обслуживания.

Перед сваркой больших деталей пресс-формы с помощью TIG требуется медленный процесс нагрева. После сварки процесс охлаждения также занимает много времени, чтобы предотвратить растрескивание основного материала. Однако процессы нагрева и охлаждения составляют несколько часов, что приводит к задержкам при ручной гибке или обработке с ЧПУ во время ремонта. При использовании оборудования для импульсной лазерной сварки нет необходимости контролировать нагрев и охлаждение рабочих частей, поскольку теплообмен уменьшается. Кроме того, в процессе сварки нет необходимости снимать пресс-форму, нет необходимости отключать питание пресса, такая ситуация часто возникает в процессе обработки большой пресс-формы. Причина в том, что аппарат для импульсной лазерной сварки отличается от сварки TIG и не требует подключения заземляющего провода к форме. Процессы лазерной сварки также позволяют точно сваривать крошечные детали и участки без случайного касания соседних деталей или поверхностей. При лазерной сварке используются тонкие проволоки диаметром 0,003 дюйма, что сокращает время последующей обработки.

2. Импульсная лазерная сварка сводит к минимуму влияние на твердость заготовки.

Сварка TIG создает более глубокую зону термического воздействия (HAZ), чем импульсная лазерная сварка. Зона термического удара - это часть между расплавленным металлом и неповрежденной древесиной под ним. Эта деталь в процессе плавки претерпевает неблагоприятные изменения, в результате чего увеличивается зернистость и разупрочняется металл. Глубина зоны термического воздействия при сварке TIG может достигать 0,15 дюйма, в то время как стандартный диапазон импульсной лазерной сварки составляет от 0,008 до 0,012 дюйма. Чем больше зона термического воздействия при сварке TIG, тем больше уменьшается твердость металла в этой области. При сварке TIG значение твердости материала в зоне термического удара снизилось на 15–22 балла по шкале HRC, тогда как при импульсной лазерной сварке - всего на 2–4 балла. Если это повреждение происходит на литом компоненте, это может привести к сокращению срока службы. В результате модули, отремонтированные сваркой TIG, могут нуждаться в термообработке.

3. Результаты импульсной лазерной сварки более воспроизводимы.

Ручная сварка TIG более артистична, чем импульсная лазерная сварка. В зависимости от уровня квалификации сварщика TIG, путь сварного шва может включать вершину сварного шва и впадину сварного шва. Напротив, при импульсной лазерной сварке точность начального и конечного рабочих положений может быть улучшена, в то время как высокая степень однородности сварных швов, образованных напылением, выше. Импульсные лазерные сварочные аппараты, такие как передвижные сварочные аппараты Alpha Laser Alflak и ALP для ремонта пресс-форм, оснащены собственными микроскопами с перекрестными линиями, чтобы оператор мог точно определить лазерный луч. Кроме того, для каждого задания необходимо настраивать только 4 параметра, то есть напряжение, частоту, время импульса и диаметр световой точки (диаметр лазерного луча).

Эти сварочные аппараты поддерживают ручной, полуавтоматический или полный режим ЧПУ. Однако, как правило, полный режим ЧПУ используется для производственных операций, а не для ремонта пресс-форм. В полуавтоматическом режиме оператор может заблокировать любую или все оси во время работы лазера, позволяя им вращаться с заданной скоростью и сваривать по прямым линиям или под сложными углами, что является простым процессом. Аппарат для импульсной лазерной сварки при точечной сварке точность может составлять всего 0,004 дюйма, а размер точки сварки миниатюрного устройства TIG может достигать 0,04 дюйма.

Г-н Блэр Жиж добавляет, что технологический прогресс сделал аппараты для импульсной лазерной сварки более мощными. Во-первых, это' мощнее. В 2010 г. максимальная мощность аппарата для лазерной сварки с импульсным лазером на цирконий-алюминиевом гранате достигла 200 Вт (лазеры на алюминиево-алюминиевом гранате использовались для ремонта пресс-форм с более высокой частотой, чем волоконные лазеры). С тех пор Alpha Laser и другие производители разработали модели мощностью 300 Вт. Alpha Laser также представила модель мощностью 500 Вт. Он говорит, что модель мощностью 500 Вт паяется в два раза быстрее, чем модель 300 Вт, и ее можно дополнительно увеличить с помощью наплавленного провода большего диаметра. Максимальный диаметр заполняющей проволоки для модели 300 Вт обычно составляет 0,025 дюйма, в то время как максимальный диаметр заполняющей проволоки мощностью 500 Вт составляет 0,0625 дюйма.

Во-вторых, повышенная подвижность. Самоходная модель Alflak оснащена сплошной гусеницей, как у танка. Г-н Блэр Жуч говорит, что такая комбинация позволяет легко перемещать сварочные агрегаты из одного места в другое, что приносит пользу даже крупным предприятиям, производящим большие формы, инструменты или детали, которые движутся по пути. Это самые большие лазерные модели компании&# 39 с длиной выдвижения руки почти 5 дюймов. Лазерная головка может быть повернута вверх или вниз для легкого доступа к различным рабочим функциям.