Uma análise abrangente dos princípios técnicos, componentes principais e campos de aplicação do equipamento de soldagem a laser

 

Como uma peça de núcleo do equipamento na tecnologia de fabricação avançada,equipamento de soldagem a lasertem sido profundamente integrado no sistema industrial moderno graças às suas capacidades de soldagem de alta precisão e processamento eficiente. Este artigo analisará sistematicamente seus princípios técnicos, composição de componentes e cenários de aplicação e fornecerá orientações chave para a seleção de equipamentos.

 

I. Princípios técnicos e vantagens do processo

A soldagem a laser funciona aplicando um feixe a laser de alta densidade energética à superfície da peça de trabalho, fazendo com que o material derreta instantaneamente e forme uma conexão permanente. Esta tecnologia tem três características principais:

1. capacidade de controle de precisão: o diâmetro do ponto focado pode ser controlado com precisão ao nível de mícron, permitindo a soldagem de materiais ultra-finos (0,1 mm).

2. Controle da zona afetada pelo calor: A velocidade de soldagem atinge o nível do metro por segundo, e a eficiência de entrada de calor é 50% - 70% menor do que a da soldagem tradicional, reduzindo significativamente a deformação da peça de trabalho.

3. Adaptabilidade multi-cenário: Ele suporta vários modos de soldagem, tais como soldagem de ponto, soldagem de lap e soldagem de vedação, e é aplicável à conexão de materiais diferentes.

 

II. Análise técnica dos componentes principais

1. Unidade de geração de laser

Como o núcleo da saída de energia, a escolha do laser afeta diretamente o desempenho do equipamento. A potência dos lasers de fibra resfriados por água principais varia de 500 W a 20 kW, e a eficiência de conversão fotoelétrica pode atingir 35%, o que é 40% mais eficiente do que o CO tradicional. ₂ lasers. Os modelos de alta potência podem penetrar em placas de aço inoxidável de 25 mm, atendendo às necessidades das indústrias pesadas, como a construção naval.

2. Sistema de condução óptica

Consiste em dois módulos principais: o grupo de lentes de foco e a fibra de transmissão.

- A lente de foco adota um processo de revestimento, com uma taxa de perda de reflexão de ≤ 0,5%.

- O diâmetro da fibra de transmissão universal é de 300 μm - 1000 μm, e a distância de transmissão pode atingir 30 metros.

Este sistema, combinado com um mecanismo de ligação de cinco eixos, permite a soldagem ao longo de trajetórias espaciais complexas.

3. Sistema de suporte de controle de temperatura

Um refrigerador refrigerado a água de circulação dupla garante que os componentes do núcleo estejam em um ambiente de temperatura constante de 22 ± 0,5 °C. Está equipado com uma função de monitoramento de fluxo e reabastecimento automático de água, aumentando o tempo de trabalho contínuo do equipamento para mais de 72 horas.

 

III. Tipos de equipamento e matriz de aplicação

Atualmente, o equipamento principal no mercado segue quatro principais rotas técnicas:

1. Portátil e portátil: Integra uma fonte laser abaixo de 2 kW, adequada para manutenção ao ar livre e processamento de peças pequenas.

2. Tipo de varredura do galvanômetro: A velocidade de soldagem atinge 200 mm/s, usada para a soldagem precisa de componentes eletrônicos.

3. Tipo integrado por robô: O braço robótico de seis eixos tem uma precisão de posicionamento repetida de ± 0,02 mm, atendendo aos requisitos de automação das linhas de produção de automóveis.

4. Sistema de soldagem híbrido: combina a tecnologia de soldagem por arco para romper a limitação de espessura da soldagem a laser única.

Os dados de aplicação da indústria mostram que o setor de veículos de nova energia representa 38% da quota de mercado, e a taxa não defeituosa de módulos de bateria de solda em baterias elétricas atinge 99,97%. Na indústria de dispositivos médicos, o equipamento pode realizar soldagem não destrutiva de instrumentos de tamanho de mícrons, como stents vasculares.

 

IV. Indicadores-chave para a seleção de equipamentos

Os seguintes parâmetros devem ser enfatizados na decisão de contratação:

1. Compatibilidade do material: Metais não ferrosos como liga de alumínio requerem uma função de modulação de pulso.

2. Expansão do módulo do processo: Se existem interfaces reservadas para sistemas de monitoramento visual e rastreabilidade de qualidade de soldagem.

3. Relação de consumo de energia: Os modelos com um consumo de energia inferior a 0,3 kW · h por metro de solda são mais econômicos.

4. Custo de manutenção: A vida útil dos componentes ópticos deve atingir mais de 8000 horas.

 

V. Tendências de desenvolvimento do mercado

Em 2024, a escala do mercado global ultrapassou os 30 bilhões de yuans, com a demanda no campo da nova energia crescendo a uma taxa anual de 65%. Nos próximos três anos, as tecnologias de sensores inteligentes e gêmeos digitais serão profundamente integradas com a soldagem a laser, promovendo um salto em frente no desenvolvimento do nível inteligente de equipamentos. Ao selecionar equipamentos, as empresas devem se concentrar na previsão tecnológica e dar prioridade a sistemas de soldagem inteligentes que suportem protocolos da Internet das Coisas para atender às necessidades de produção da era da Indústria 4.0.