Використання волоконних лазерів в автомобільному виробництві мало величезний успіх, і вони використовувалися в багатьох сферах зварювання та різання, включно з білими кузовами, компонентами підвіски, вузлами трансмісії тощо. Це не повинно дивувати. Волоконні лазери мають ряд переваг перед більшістю раніше використовуваних технологій (лазерних і нелазерних).
Проте автомобільна промисловість залишається важливим джерелом інновацій. Хоча потужні волоконні лазери вже деякий час успішно використовуються в автомобільному виробництві, сьогодні найскладніші зварювальні процеси вимагають більше, ніж просто потужності для підтримки електрифікації та легкої ваги. Хоча насправді існує багато різних програм, більшість із них зазвичай включають:
Дуже тонкі матеріали або матеріали, чутливі до впливу тепла
"Важко"матеріали для зварювання, такі як алюміній, мідь і високоміцні сталі
Зварювання різнорідних матеріалів
Для виконання цих більш складних завдань лазери повинні виконувати дві основні функції. По-перше, це мати достатню потужність для підтримки необхідної продуктивності. У випадку більш товстих частин для досягнення достатньої глибини проникнення також потрібна висока потужність. По-друге, це можливість точно контролювати, як потужність лазера розподіляється по робочій поверхні - як у просторі, так і в часі.
Потужність і точність керування
Компанія Coherent GROHE розробила волоконний лазер з регульованим кільцевим режимом (ARM), призначений для забезпечення потужності та точності керування. Щоб досягти цього, ARM використовує вихід з подвійним променем — він створює центральну пляму, оточену іншим концентричним лазерним кільцем. Потужність основного кільця можна незалежно контролювати та імпульсувати.
Серія волоконних лазерів Coherent HighLight FL-ARM забезпечує загальну потужність до 10 кВт, що є більш ніж достатнім для всіх застосувань із високою пропускною здатністю. Насправді більшість високоточних, вимогливих продуктів зазвичай використовують менше половини цього рівня потужності. Таким чином, лазери Coherent ARM здатні забезпечити достатню потужність лазера, точно націлену на місце зварювання, коли це необхідно.
Прикладом того, як це працює, є зварювання міді. Деякі виробники звернулися до зелених лазерів для зварювання міді, оскільки вони легше поглинаються міддю, ніж інфрачервоне світло волоконних лазерів. Однак цей процес можна проводити тільки при кімнатній температурі. Коли мідь нагрівається, вона дуже добре поглинає інфрачервоне світло, а коли є замкова щілина, здатність міді поглинати червоне світло стає сильнішою.
Тому, починаючи зварювати мідь лазером ARM, першим кроком є нагрівання матеріалу лише кільцевим світлом, доки він не розплавиться. Далі центральний промінь високої потужності створює замкову щілину. Однак під час процесу зварювання частина потужності зберігається в кільцевій балці, оскільки це стабілізує замкову щілину, що зменшує бризки та забезпечує стабільне зварювання. Коли промінь досягає кінця зварного шва, живлення кільця повністю вимикається, а потужність серцевини плавно падає для створення чистого рівномірного кінця.
Цей процес також пропонує аналогічні переваги при зварюванні інших вимогливих матеріалів, таких як алюміній і оцинкований листовий метал. Крім того, це дозволяєвисокоточне зварюванняз тонких або термочутливих матеріалів.
Pконтроль влади
Деякі виробники волоконних лазерів люблятьЗв'язнийARM зазначає, що їхня продукція дозволяє розподіляти 100% загальної потужності між кільцями сердечника, наче це є перевагою.
Але це не так. Вся перевага лазерів ARM полягає в тому, що завдяки розподілу потужності між сердечником і кільцем тепло, що надходить, передається у відповідну заготовку таким чином, що дає кращі результати, ніж один промінь, як у описаному вище прикладі зварювання міді. Інакше чому б просто не використати стандартний однопроменевий (і дешевший) волоконний лазер?
Вони також були стурбовані тим, що структура ARM Coherent недостатньо «гнучка».
При виготовленні системи необхідно задати кількість модулів, які живляться в кільці сердечника. Таким чином, лазер ARM потужністю 8 кВт, побудований з чотирьох модулів по 2 кВт, можна конфігурувати з трьома різними максимальними співвідношеннями потужності ядро/кільце. Це 6 кВт/2 кВт, 4 Вт/4 кВт або 2 кВт/6 кВт. Крім того, максимальна потужність ядра/кільця не може бути згодом змінена, і тому вважається «негнучким».
Однак конфігурація для будь-якого конкретного лазера клієнта базується на випробуваннях процесу, проведених перед покупкою лазера. Вони визначають потужність і співвідношення потужності ядра до ядра, необхідні для масового виробництва. Крім того, надається достатньо велике вікно процесу для підтримки адаптації до нестабільності виробництва (наприклад, коливання сировини від партії до партії, помилки затискання тощо).
