Сварка лазерным лучом против сварки электронным лучом: производство по заказу и индивидуальные решения

В компании Klear Laser мы начинаем изготовление каждого шасси с 3D-сканирования вашей линии.

Это позволяет нам изготовить раму из алюминия 6061-T6, которая устанавливается на место, где раньше находился старый горелок или колонна для электродуговой сварки, с использованием той же схемы расположения болтов и кабельных лотков, благодаря чему в день модернизации вы не потеряете ни одного производственного часа.

Внутри этой рамы мы устанавливаем генератор JPT или Raycus на виброизолирующих прокладках, прокладываем кабель QBH через защищенную тяговую цепь и оставляем 30 % дополнительного объема в шкафу для будущего увеличения мощности.

В результате получен герметичный модуль с классом защиты IP54, который выдерживает воздействие пыли в прессовом цехе и круглосуточную работу роботов без сбоев в выравнивании.

Программное обеспечение разрабатывается на нашей платформе KlearCONTROL — стеке на базе промышленного ПК, который изначально поддерживает протоколы EtherCAT, OPC-UA и диалект вашего ПЛК.

Мы формируем карту сварки непосредственно на основе вашего CAD-файла с данными о шве, после чего вы можете редактировать глубину провара, амплитуду колебаний или форму луча с шагом 100 мкм с помощью 15-дюймового сенсорного экрана, который можно использовать даже в перчатках.

Система доступа на основе паролей блокирует технологические рецепты таким образом, что для смены материала на линии — с 2-миллиметровой стали на 0,4-миллиметровую медь — требуется всего одно сканирование штрих-кода, а не целый час на повторную аттестацию.

Удаленный VPN позволяет нашим инженерам загружать новые параметры технологического процесса в ночное время, что избавляет от необходимости выезда специалиста на объект.

Масштабирование мощности лазера достигается за счет соединения генераторов в цепочку, а не за счет приобретения более крупного устройства.

Сегодня однорежимный JPT мощностью 2 кВт можно объединить в параллельную систему мощностью 4, 6 или 8 кВт путем установки дополнительных насосных модулей по 2 кВт и обновления прошивки комбайнера; исходное волокно, охладитель и воббл-головка остаются на своих местах.

Мы подбираем набор параметров луча в соответствии с требуемой глубиной проникновения: 0,4 мрад для алюминиевой фольги толщиной 0,5 мм, 2 мрад для конструкционной стали толщиной 10 мм, при этом размер пятна на заготовке всегда остается неизменным — 20 мкм.

Поскольку модернизация мощности осуществляется по модульному принципу, окупаемость инвестиций сохраняется — вы платите за фотоны только тогда, когда они вам нужны.

Каждая система Klear поставляется с контрольным образцом, приваренным к вашему конкретному сплаву, отсканированным с помощью рентгеновского компьютерного томографа Keysight, а данные о нём заложены в рецептуру.

Когда состав вашей продукции меняется, мы перепрограммируем карту, заново сертифицируем пласт и передаем обновление по беспроводной связи — без дополнительных капиталовложений и без новых рисков.

Ключевые особенности и преимущества

Компания Klear Laser позиционирует нашу технологию волоконной лазерной сварки как превосходную альтернативу электронно-лучевой сварке (EBW) для большинства промышленных применений благодаря эксплуатационной гибкости и экономической эффективности. Хотя EBW обеспечивает высокую плотность энергии, для её работы строго требуется вакуумная камера, что ограничивает размеры заготовки и замедляет производственные циклы. Наши системы используют защитный газ в атмосферных условиях для достижения аналогичных результатов глубокого провара без логистических затруднений, связанных с созданием вакуумной среды.

Основой наших сварочных систем является выбор высококачественных волоконных лазерных источников JPT или Raycus. Эти источники обеспечивают исключительное качество луча и стабильность энергии, которые не уступают кинетической передаче энергии электронных пучков. Источник Raycus обеспечивает мощность непрерывного излучения, которая поддерживает стабильное образование «ключевого отверстия» для глубокого провара при сварке нержавеющей стали и алюминия. Это гарантирует, что структурная целостность сварного шва соответствует аэрокосмическим стандартам без чрезмерных капиталовложений, требуемых для генераторов электронно-лучевой сварки (EBW).

Одним из ключевых преимуществ оборудования Klear Laser является интеграция передовых сварных головок с колебательным механизмом. Для работы с электронными лучами, как правило, требуется практически идеальная посадка деталей, поскольку луч является статичным и чрезвычайно узким. Наши колебательные головки обеспечивают колебания лазерного луча с высокой частотой, что позволяет расширить зону плавления и эффективно устранять зазоры. Эта технология позволяет операторам сваривать детали с неидеальной посадкой, сохраняя при этом высокую скорость обработки и сводя к минимуму зону термического влияния.

Невозможно переоценить логистическую свободу, которую обеспечивает сварка волоконным лазером, по сравнению с жесткими ограничениями систем с электронным пучком. Системы электронно-лучевой сварки (EBW) генерируют вредное рентгеновское излучение, что требует использования камер со свинцовой облицовкой и соблюдения строгих протоколов безопасности, изолирующих оператора от детали. Портативные и автоматизированные решения Klear Laser позволяют подвести сварочную головку к сборке, независимо от её размера или геометрии. Такая мобильность обеспечивает быструю интеграцию лазерной сварки в существующие производственные линии, где ранее применялись традиционные методы.

Промышленное применение

Лазерная сварка занимает доминирующее положение в автомобилестроении при сборке кузовов и изготовлении компонентов силовой передачи. Ее скорость и совместимость с производственными линиями превосходят возможности электронно-лучевой сварки, ограниченной необходимостью вакуумных условий. В системах Klear Laser используются волоконные источники излучения Raycus или JPT мощностью 1–6 кВт, обеспечивающие глубокое проплавление стали и алюминиевых сплавов. Сварочные головки с колебательным движением обеспечивают равномерность швов на дверных рамах и корпусах аккумуляторов без деформации деталей.

Электронно-лучевая сварка по-прежнему играет ключевую роль в аэрокосмической отрасли при изготовлении дорогостоящих деталей, пригодных для использования в вакууме, таких как диски турбин и сопла ракет. Этот метод позволяет достигать непревзойденного соотношения глубины сварного шва к его ширине при сварке толстых никелевых суперсплавов и титана. Однако необходимость использования вакуумных камер ограничивает производительность и значительно увеличивает затраты. Это делает электронно-лучевую сварку нецелесообразной для изготовления крупных конструкций или серийного производства больших партий.

В судостроении из-за размеров деталей и ограничений, связанных с условиями эксплуатации, используется исключительно лазерная сварка. В судостроении требуется сварка крупных стальных профилей под открытым небом, где использование вакуумной системы EBW невозможно. Портативные волоконно-оптические сварочные аппараты Klear Laser позволяют сваривать толстостенную сталь с глубоким провалом, что имеет решающее значение при изготовлении корпуса и палубы. Импульсный режим предотвращает коробление таких чувствительных судовых сплавов, как алюминий 5083.

В приведенной ниже таблице представлено сравнение исходных материалов, перерабатываемых с помощью каждой технологии в этих отраслях:

Почему стоит выбрать Klear Laser

Инфраструктура технической поддержки компании Klear Laser обеспечивает круглосуточный доступ к специалистам по применению лазеров, которые понимают проблемы вашего производства. Удаленная диагностика позволяет в режиме реального времени устранять неисправности волоконных лазерных источников JPT и Raycus, выполнять калибровку колеблющейся сварочной головки и настраивать параметры импульсной очистки. Если требуется выезд на объект, наши инженеры-специалисты прибывают на место с сертифицированным производителем оборудованием и глубокими знаниями технологических процессов, чтобы восстановить работоспособность оборудования в кратчайшие сроки.

Наша комплексная программа гарантийного обслуживания охватывает основные компоненты, в том числе лазерные резонаторы, оптику направления луча и системы управления с ЧПУ, на срок до двух лет. Данная гарантия обеспечивает соблюдение заданной глубины провара при сварке и сохранность основного материала при лазерной очистке. Пакеты расширенной гарантии позволяют прогнозировать расходы на техническое обслуживание и обеспечивают приоритетную техническую поддержку для долгосрочной защиты оборудования.

Мы располагаем глобальной логистической сетью по поставке запасных частей с региональными складами, на которых хранятся критически важные компоненты, готовые к немедленной отгрузке. Наша программа поставки оригинальных запчастей включает предварительно откалиброванные лазерные источники, сменные сварные головки с колебательным механизмом и прецизионную оптику, соответствующую техническим характеристикам оригинального оборудования. Это гарантирует, что ваш волоконно-лазерный сварочный аппарат или импульсная очистительная машина будет соответствовать строгим стандартам производительности с документально подтвержденной прослеживаемостью.