3 ข้อดีของการใช้ Pulsed Laser Welding เพื่อซ่อมแซมแม่พิมพ์

3 ข้อดีของการใช้ Pulsed Laser Welding เพื่อซ่อมแซมแม่พิมพ์

เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่งช่วยลดเวลาในการซ่อมแซมโดยรวมของแม่พิมพ์ในขณะที่ยังคงความแข็งของโลหะไว้สูงเมื่อเทียบกับการเชื่อมด้วยทังสเตนการป้องกันก๊าซเฉื่อย (TIG)

โดยทั่วไปการเชื่อมทังสเตนป้องกันก๊าซเฉื่อยมาก (TIG) จะทำก่อนการตกแต่งด้วยมือหรือการประมวลผล CNC จะเสร็จสิ้นและเป็นวิธีการดั้งเดิมในการจัดการกับการสึกหรอหรือความเสียหายของพื้นผิวแม่พิมพ์ อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลซิ่งซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมของเยอรมันมานานหลายทศวรรษกำลังค่อยๆถูกนำมาใช้เพื่อซ่อมแซมแม่พิมพ์และงานเชื่อมอื่น ๆ

เครื่องเชื่อมจะปล่อยลำแสงเลเซอร์ที่พัลส์ 5 ถึง 10 มิลลิวินาทีละลายวัสดุหลักของชิ้นงานที่วางบนเครื่องเชื่อมและเติมลวดบัดกรีจากนั้นจึงทำการรักษาสระหลอมอีกครั้งก่อนที่จะปล่อยพัลส์ถัดไป กระบวนการนี้มีกำลังสูงสุดสูงเมื่อเทียบกับ TIG แบบต่อเนื่องและการเชื่อมแบบอื่น ๆ แต่ส่งผ่านความร้อนไปยังวัสดุดั้งเดิมน้อยมาก ในความเป็นจริงชิ้นงานส่วนใหญ่จะเย็นลงทันทีที่เสร็จสิ้นกระบวนการเชื่อม

คุณแบลร์เรียนรู้เป็นประธาน บริษัท Alpha Laser-US ผู้จัดจำหน่าย Alpha Laser ในอเมริกาเหนือประเทศเยอรมนี บริษัท ส่วนใหญ่ผลิตโกเมนอลูมิเนียมเจืออะลูมิเนียมเช่นเดียวกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์อุปกรณ์หุ้มและชุบแข็ง คุณแบลร์เรียนรู้กล่าวว่าในขณะนี้การเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่งยังไม่เร็วเท่าการเชื่อมด้วย TIG แต่ก็มีข้อดีหลัก ๆ สามประการดังนี้

1. การเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์ช่วยลดระยะเวลาในการให้บริการโดยรวม

ต้องใช้กระบวนการให้ความร้อนช้าก่อนที่จะเชื่อมชิ้นส่วนแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ด้วย TIG หลังจากการเชื่อมกระบวนการทำความเย็นยังใช้เวลานานเพื่อป้องกันไม่ให้วัสดุหลักแตก อย่างไรก็ตามกระบวนการทำความร้อนและการทำความเย็นนั้นใช้เวลาหลายชั่วโมงส่งผลให้เกิดความล่าช้าในการดัดด้วยมือหรือการประมวลผล CNC ในระหว่างการซ่อมแซม เมื่อใช้อุปกรณ์เชื่อมเลเซอร์พัลซิ่งชิ้นส่วนงานไม่จำเป็นต้องควบคุมความร้อนและความเย็นเนื่องจากการถ่ายเทความร้อนจะลดลง นอกจากนี้ในกระบวนการเชื่อมไม่จำเป็นต้องถอดแม่พิมพ์ไม่จำเป็นต้องตัดกำลังของเครื่องกดสถานการณ์นี้มักเกิดขึ้นในกระบวนการแปรรูปแม่พิมพ์ขนาดใหญ่ เหตุผลก็คือเครื่องเชื่อมเลเซอร์พัลซิ่งแตกต่างจากการเชื่อม TIG และไม่ต้องใช้สายดินในการเชื่อมต่อกับแม่พิมพ์ กระบวนการเชื่อมด้วยเลเซอร์ยังช่วยให้สามารถเชื่อมรายละเอียดและพื้นที่เล็ก ๆ ได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องสัมผัสกับคุณสมบัติหรือพื้นผิวที่อยู่ติดกันโดยไม่ได้ตั้งใจ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้ลวดขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.003 นิ้วซึ่งจะช่วยลดระยะเวลาในการประมวลผลในภายหลัง

2. การเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์ช่วยลดผลกระทบต่อความแข็งของชิ้นงาน

การเชื่อม TIG ทำให้เกิดโซนผลกระทบทางความร้อน (HAZ) ที่ลึกกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่ง โซนผลกระทบจากความร้อนคือส่วนที่อยู่ระหว่างโลหะหลอมเหลวและไม้ที่ไม่ได้รับผลกระทบด้านล่าง ส่วนนี้ได้รับการเปลี่ยนแปลงที่ไม่พึงประสงค์ในระหว่างการถลุงซึ่งส่งผลให้โครงสร้างเกรนเติบโตและการอ่อนตัวของโลหะ ความลึกของโซนผลกระทบความร้อนด้วยการเชื่อม TIG สามารถเข้าถึง 0.15 นิ้วในขณะที่ช่วงมาตรฐานของการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์คือ 0.008 ถึง 0.012 นิ้ว ยิ่งพื้นที่กระทบความร้อนของการเชื่อม TIG มีขนาดใหญ่เท่าใดความแข็งของโลหะในบริเวณนั้นก็จะยิ่งลดลงมากเท่านั้น ด้วยกระบวนการเชื่อม TIG ค่าความแข็งของวัสดุในเขตผลกระทบความร้อนลดลง 15 ถึง 22 จุด HRC ในขณะที่การเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลส์อยู่ที่ 2 ถึง 4 จุดเท่านั้น หากความเสียหายนี้เกิดขึ้นกับชิ้นส่วนแม่พิมพ์อาจส่งผลให้อายุการใช้งานสั้นลง เป็นผลให้โมดูลที่ซ่อมแซมโดยการเชื่อม TIG อาจต้องได้รับการอบชุบด้วยความร้อน

3. ผลลัพธ์ของการเชื่อมเลเซอร์แบบพัลส์สามารถทำซ้ำได้มากขึ้น

การเชื่อม TIG ด้วยตนเองนั้นมีศิลปะมากกว่าการเชื่อมด้วยเลเซอร์แบบพัลซิ่ง ขึ้นอยู่กับระดับความสามารถของช่างเชื่อม TIG เส้นทางลูกปัดเชื่อมอาจรวมถึงจุดสูงสุดของรอยเชื่อมและหุบเขาเชื่อม ในทางตรงกันข้ามกับการเชื่อมด้วยเลเซอร์พัลซิ่งสามารถปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งเริ่มต้นและหยุดการทำงานได้ในขณะที่ความสม่ำเสมอของรอยเชื่อมที่เกิดจากการทับถมจะสูงกว่า เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพัลซิ่งเช่น alpha Laser mobile Alflak และเครื่องเชื่อม ALP สำหรับการซ่อมแซมแม่พิมพ์มาพร้อมกับกล้องจุลทรรศน์แบบไขว้ของตัวเองเพื่อให้แน่ใจว่าผู้ปฏิบัติงานสามารถระบุลำแสงเลเซอร์ได้ นอกจากนี้จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์เพียง 4 ตัว ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าความถี่เวลาพัลส์และเส้นผ่านศูนย์กลางจุดของแสง (เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงเลเซอร์) สำหรับแต่ละงาน

ช่างเชื่อมเหล่านี้รองรับโหมด CNC แบบแมนนวลกึ่งอัตโนมัติหรือเต็มรูปแบบ อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้วโหมด CNC เต็มรูปแบบจะใช้สำหรับการผลิตไม่ใช่การซ่อมแซมแม่พิมพ์ ในโหมดกึ่งอัตโนมัติผู้ปฏิบัติงานสามารถล็อคแกนใด ๆ หรือทั้งหมดระหว่างการทำงานของเลเซอร์ทำให้สามารถหมุนด้วยความเร็วที่กำหนดและเชื่อมเป็นเส้นตรงหรือที่มุมที่ซับซ้อนซึ่งเป็นกระบวนการง่ายๆ เครื่องเชื่อมเลเซอร์พัลส์ในการเชื่อมแบบจุดความแม่นยำอาจมีขนาดเล็กถึง 0.004 นิ้วและขนาดจุดเชื่อมอุปกรณ์ TIG ขนาดเล็กสามารถเข้าถึงได้เพียง 0.04 นิ้ว

นายแบลร์เรียนรู้เสริมว่าความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้เครื่องเชื่อมเลเซอร์แบบพัลซิ่งมีประสิทธิภาพมากขึ้น ประการแรก&# 39 มีประสิทธิภาพมากกว่า ในปี 2010 กำลังสูงสุดของเครื่องเชื่อมเลเซอร์ที่มีเลเซอร์พัลซิ่งโกเมนเซอร์โคเนียม - อะลูมิเนียมสูงถึง 200W (เลเซอร์โกเมนอะลูมิเนียม - อะลูมิเนียมถูกใช้ในการซ่อมแซมแม่พิมพ์ที่ความถี่สูงกว่าเลเซอร์ไฟเบอร์) ตั้งแต่นั้นมา Alpha Laser และผู้ผลิตรายอื่นได้พัฒนารุ่น 300W Alpha Laser ยังเปิดตัวรุ่น 500W เขากล่าวว่ารุ่น 500W บัดกรีได้เร็วกว่ารุ่น 300W ถึงสองเท่าและสามารถเพิ่มการสะสมของโลหะด้วยลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น เส้นผ่านศูนย์กลางลวดเติมสูงสุดสำหรับรุ่น 300W มักจะอยู่ที่ 0.025 นิ้วในขณะที่เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดสำหรับสายเติม 500W คือ 0.0625 นิ้ว

ประการที่สองเพิ่มความคล่องตัว รุ่น Alflak แบบผลักดันตัวเองติดตั้งรางต่อเนื่องเหมือนรถถัง นายแบลร์เรียนรู้กล่าวว่าการผสมผสานนี้ทำให้ง่ายต่อการเคลื่อนย้ายหน่วยเชื่อมจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งซึ่งเป็นประโยชน์ต่อโรงงานขนาดใหญ่ที่ผลิตแม่พิมพ์เครื่องมือหรือชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่เคลื่อนที่ไปตามราง นี่คือเลเซอร์รุ่นที่ใหญ่ที่สุดของ บริษัท&# 39 โดยมีความยาวส่วนขยายแขนเกือบ 5 นิ้ว หัวเลเซอร์สามารถหมุนกลับขึ้นหรือลงเพื่อให้เข้าถึงคุณสมบัติการทำงานที่หลากหลายได้อย่างง่ายดาย