Laser-hitsaus
Tarkkuutta kootulla valolla — kapeat hitsit, minimaalinen lämpö, suurin nopeus
AI generated Laser- lasersäde keskittää energiansa pieneen pisteeseen ja sulattaa materiaalin kosketuksetta. Tuloksena ovat erittäin kapeat, syvät hitsit, joissa on minimaalinen ja vääntymä — tarkkuuden ja nopeuden mittapuu sarjatuotannossa.
toimii täysin eri tavalla kuin kaikki valokaarimenetelmät: tässä ei sula , vaan koottu lasersäde. Säde keskittää energiansa millimetrin murto-osan kokoiseen pisteeseen — energiatiheys on niin suuri, että metalli höyrystyy siinä silmänräpäyksessä ja syntyy "höyrykanava" (Keyhole). Laser "pistää" materiaalin läpi, ja fokuksen takana sula sulkeutuu taas hitsiksi.
Tulos on täsmälleen päinvastainen kuin puikkohitsauksessa:
• Erittäin kapeat, syvät hitsit: Syvyyden ja leveyden suhde voi olla 10:1 tai enemmän.
• Minimaalinen : Lämpö keskittyy pisteeseen, muu kappale pysyy kylmänä — tuskin vääntymistä, tuskin rakenteen muutoksia.
• Suurin nopeus: Ohuet levyt hitsataan sekunnin murto-osissa.
Lisäksi: Kosketukseton. Laser ei tarvitse elektrodia, ei lankakosketusta, ei poltinta työkappaleeseen. Tämä mahdollistaa vaikeapääsyisissä paikoissa ja täydellisen automatisoinnin roboteilla.
Millaisia lasereita on?
Ne erotetaan sen mukaan, mikä väliaine tuottaa valon:
• CO₂-laser (10,6 µm): Klassikko paksuille teräslevyille. Toimi pitkään standardina, mutta on nykyään hitsaustekniikassa pitkälti korvattu.
• Kuitulaser (n. 1,06 µm): Moderni standardi. Kompakti, erittäin tehokas, valo voidaan ohjata lasikuidun kautta. Ihanteellinen robotteihin ja hienoihin hitseihin.
• Kiekko laser (n. 1,03 µm): Erittäin suuri teho ja erinomainen säteenlaatu — paksuille levyille ja suurille nopeuksille.
• Diodilaser: Suoraan puolijohteista, pehmeämpi säde — enemmänkin kovajuotukseen ja päällekkäishitsaukseen.
Aiemmin oli vielä Nd:YAG-kiinteälaser (1,06 µm) väliratkaisuna; nykyään hallitsevat kuitulaser ja kiekko laser.
Miksi watti eikä ampeeri?
Koska ne ovat kaksi eri fysikaalista suuretta. teho on virta kertaa jännite — ja koska valokaaren jännite on lähes vakio (20–40 V), virta ampeereina ohjaa suoraan lämpöä. Laserissa säde tuottaa valoa (fotoneja), ei sähkövirtaa — olennainen, suoraan mitattava suure on optinen teho = energia sekunnissa = watti. Säteessä ei yksinkertaisesti ole "virtaa". Laite ottaa kyllä sähkötehoa pistorasiasta (myös watteina), mutta muuttaa sen 30–50 % hyötysuhteella laser-valoksi. Siksi laserit luokitellaan optisen lähtötehon mukaan watteina — tyypillisesti 0,5–20 kW levyn paksuudesta riippuen.
Mitä kaasua käytetään?
Prosessi-/ on laserissa kaksi tehtävää: se suojaa sulaa hapettumiselta ja se hallitsee hitsin yläpuolella olevaa plasmapilveä, joka heikentää sädettä:
• Helium: Vaimentaa plasman parhaiten — syviin hitseihin, erityisesti CO₂-lasereilla.
• Argon: Standardi kuitulaserille ja kiekko laserille teräksellä ja ruostumattomalla teräksellä.
• Typpi: Ruostumattomalle teräkselle (stabiloi rakennetta), mutta huokosvaara.
• Sinkityt levyt: Erityisiä kaasuseoksia, koska höyrystyvä sinkki voi repiä hitsin auki.
Kaksi perusmenetelmää:
• Lämmönjohtumishitsaus: Matalalla teholla säde sulattaa vain pinnan — leveät, litteät, sileät hitsit, samankaltaiset kuin juotossa.
• Syvä hitsaus (Keyhole): Suurella teholla säde läpäisee materiaalin — syvät, kapeat hitsit rakenteellisiin liitoksiin.
Sovellukset ovat tarkkuuden ja sarjatuotannon aluetta: autoteollisuus (korinosat, vaihdelaatikot), akkukennot, elektroniikkakotelot, lääkintätekniikan osat ja kaikki, missä vääntyminen olisi ongelma.
Hinta: Laitteet ovat kalliita, hitsin valmistelun on oltava tarkkaa (rako lähes nolla), ja turvallisuus vaatii laserluokan 4 suljetuilla kammioilla. Pajalla yksittäiskappaleiden valmistuksessa laser on harvoin ensimmäinen valinta — siellä hallitsee MAG- tai TIG-.