Šķiedru lāzeru izmantošana automobiļu ražošanā ir guvusi milzīgus panākumus, un tie ir izmantoti daudzos metināšanas un griešanas lietojumos, tostarp baltā korpusā, balstiekārtas komponentos, spēka piedziņas mezglos un daudz ko citu. Tam nevajadzētu būt pārsteigumam. Šķiedru lāzeri piedāvā vairākas priekšrocības salīdzinājumā ar lielāko daļu iepriekš izmantoto tehnoloģiju (lāzera un nelāzera).
Tomēr automobiļu rūpniecība joprojām ir svarīgs inovāciju avots. Lai gan lieljaudas šķiedru lāzeri jau kādu laiku ir veiksmīgi izmantoti automobiļu ražošanā, mūsdienu sarežģītākajiem metināšanas procesiem ir nepieciešams vairāk nekā tikai jauda, lai atbalstītu elektrifikāciju un vieglumu. Lai gan patiesībā ir daudz dažādu lietojumprogrammu, lielākā daļa no tām parasti ietver:
Ļoti plāni materiāli vai materiāli, kas ir jutīgi pret siltuma ievadi
"Grūti"metināmie materiāli, piemēram, alumīnijs, varš un augstas stiprības tērauds
Atšķirīgu materiālu metināšana
Lai veiktu šos sarežģītākos uzdevumus, lāzeriem ir jābūt divām galvenajām funkcijām. Pirmais ir pietiekami daudz jaudas, lai nodrošinātu nepieciešamo produktivitāti. Biezāku detaļu gadījumā ir nepieciešama arī liela jauda, lai sasniegtu pietiekamu iespiešanās dziļumu. Otrā ir iespēja precīzi kontrolēt lāzera jaudas sadalījumu pa darba virsmu - gan telpiski, gan laikā.
Jaudas un precizitātes kontrole
Coherent GROHE ir izstrādājis regulējamā gredzena režīma (ARM) šķiedru lāzeru, kas paredzēts, lai nodrošinātu jaudu un vadības precizitāti. Lai to panāktu, ARM izmanto divu staru izvadi - tas rada centrālo punktu, ko ieskauj cits koncentrisks lāzera gredzens. Kodola gredzena jaudu var neatkarīgi kontrolēt un pulsēt.
Coherent HighLight FL-ARM šķiedru lāzeru sērija nodrošina līdz pat 10 kW kopējo jaudu, kas ir vairāk nekā pietiekams visiem lietojumiem ar lielu caurlaidspēju. Patiesībā lielākā daļa augstas precizitātes, prasīgu produktu parasti patērē mazāk nekā pusi no šī jaudas līmeņa. Tāpēc Coherent ARM lāzeri spēj nodrošināt pietiekamu lāzera jaudu, kas vajadzības gadījumā ir precīzi mērķēta uz metināšanas pozīciju.
Vara metināšana ir piemērs tam, kā tas darbojas. Daži ražotāji vara metināšanai ir izmantojuši zaļos lāzerus, jo tos varš absorbē vieglāk nekā šķiedru lāzeru infrasarkanā gaisma. Tomēr šo procesu var veikt tikai istabas temperatūrā. Kad varš ir uzkarsēts, tas ļoti labi absorbē infrasarkano gaismu, un, tiklīdz ir atslēgas caurums, vara spēja absorbēt sarkano gaismu kļūst spēcīgāka.
Tāpēc, sākot metināt varu ar ARM lāzeru, pirmais solis ir materiāla karsēšana tikai ar gredzenveida gaismu, līdz tas izkūst. Pēc tam lieljaudas centrālais stars izveido atslēgas caurumu. Tomēr metināšanas procesā daļa jaudas tiek turēta gredzena starā, jo tas stabilizē atslēgas caurumu, kas samazina izšļakstīšanos un nodrošina stabilu metinājumu. Kad stars sasniedz metinājuma galu, gredzena jauda tiek pilnībā izslēgta, un serdes jauda vienmērīgi samazinās, lai izveidotu tīru, vienmērīgu galu.
Šis process piedāvā līdzīgas priekšrocības, metinot citus prasīgus materiālus, piemēram, alumīniju un cinkotu lokšņu metālu. Turklāt tas ļaujaugstas precizitātes metināšanano plāniem vai karstumjutīgiem materiāliem.
Pvirsvadības kontrole
Dažiem šķiedru lāzeru ražotājiem patīkSakarīgs's ARM norāda, ka viņu produkti ļauj 100% no kopējās jaudas sadalīt starp serdes gredzeniem, it kā tā būtu priekšrocība.
Bet tas tā nav. Visa ARM lāzeru priekšrocība ir tā, ka, sadalot jaudu starp serdi un gredzenu, ienākošais siltums tiek novadīts attiecīgajā sagatavē tādā veidā, kas rada labākus rezultātus nekā viens stars, kā tas ir iepriekš aprakstītajā vara metināšanas piemērā. Pretējā gadījumā, kāpēc gan neizmantot standarta viena stara (un lētāku) šķiedru lāzeru?
Viņiem bija arī bažas, ka Coherent ARM struktūra nebija pietiekami "elastīga".
Izgatavojot sistēmu, ir nepieciešams iestatīt moduļu skaitu, kas tiek ievadīti serdes gredzenā. Tāpēc 8 kW ARM lāzeru, kas veidots ar četriem 2 kW moduļiem, var konfigurēt ar trim dažādām maksimālās serdes/gredzena jaudas attiecībām. Tās ir 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW vai 2 kW/6 kW. Turklāt maksimālo serdes/gredzena jaudu pēc tam nevar mainīt, un tāpēc to uzskata par "neelastīgu".
Tomēr jebkura klienta lāzera konfigurācija ir balstīta uz procesa pārbaudēm, kas veiktas pirms lāzera iegādes. Tie nosaka jaudas un serdeņa jaudas attiecību, kas nepieciešama apjoma ražošanai. Turklāt tiek nodrošināts pietiekami liels procesa logs, lai atbalstītu pielāgošanos ražošanas nestabilitātei (piem., izejmateriālu atšķirības starp partijām, iespīlēšanas kļūdas utt.).
