Nová laserová svařovací hlava Coherent HIGHmotion 2D a laser Coherent HighLight FL-ARM umožňují provádět hluboké laserové svařování mědi na rozsáhlých pracovních plochách.
Společnost Coherent představila dvě novinky, které umožňují hluboké laserové svařování mědi (více než 3 mm) na velké pracovní ploše (100 mm x 140 mm). To umožňuje rychlé zpracování velkých dílů, jako jsou například přípojnice, protože systém může dokončit několik svařovacích úkolů na různých místech pracovní plochy místech bez nutnosti fyzického pohybu svařovací hlavy nebo součástky.
Prvním z těchto nových produktů je rozšíření naší stávající dálkově ovládané laserové svařovací hlavy Coherent HIGHmotion 2D o možnosti menšího zvětšení. Při použití s vláknovým laserem s nízkou numerickou aperturou (NA) poskytne hlava HIGHmotion 2D s nižším zvětšením malý, vysoce jasný, zaostřený laserový bod na větší skenovací ploše s minimálním posunem ohniska. Malé ohnisko laseru je rozhodující pro provádění hloubkového svařování mědi, které je jinak s infračerveným laserem náročné. Tento přístup poskytuje větší procesní okno, což znamená stabilnější, robustnější a opakovatelnější proces.
Nový skenovací laserová hlava HIGHmotion 2D s menším zvětšením si zachovává všechny schopnosti této osvědčené pracovní hlavy, včetně přesnosti polohování, stability při vysokém výkonu a kompatibility se systémy Coherent HIGHvision a SmartSense+.
Druhým představeným produktem je nová verze našeho vláknového laseru HighLight FL-ARM s nižší numerickou aperturou (NA). Laserový zdroj dodává přesně požadovaný vstupní paprsek s nízkou NA pro optimální výkonnost zařízení HIGHmotion 2D s malým zvětšením. Navíc přidává schopnost laseru ARM samostatně řídit a modulovat výkon ve středovém a prstencovém svazku. To se osvědčilo při eliminaci rozstřiku při laserovém svařování mědi. HighLight FL-ARM také nabízí vynikající odolnost proti zpětným odrazům paprsku, což zvyšuje provozní spolehlivost.
Zvýšená výkonnost pro hluboké laserové penetrační svařování
Laser HighLight FL-ARM již zaznamenal obrovský úspěch zejména při svařování mědi. Když se výrobci snaží tento úspěch rozšířit na výrobu hlubokých svarů potřebných pro úlohy e-mobility, jako je svařování přípojnic, narážejí na "rychlostní limit". Jednou z příčin tohoto omezení rychlosti je omezená velikost snímacího pole F-theta čočky. Jedná se o oblast, na které může laser vytvářet svary, aniž by se cokoli pohybovalo (kromě samotných skenovacích zrcadel) – tedy o pracovní pole laseru. Pohyb dílu nebo svařovací hlavy vyžaduje čas, takže čím menší je pracovní pole, tím více pohybu dílu je potřeba a tím pomalejší je celková propustnost procesu. Co brání zvětšení skenovacího pole? Problém spočívá v tom, že zvětšení velikosti pracovního pole objektivu laseru zároveň znamená zvětšení jeho ohniskové vzdálenosti a to zároveň zvětší velikost ohniska (za předpokladu, že vše ostatní zůstane stejné). Malé ohnisko s vysokým jasem je však nezbytný pro dosažení průniku laserového paprsku materiálem, který je nutný pro hlubší svary. V určitém okamžiku zvětšování je ohnisko laseru již jednoduše příliš velké na to, aby dosáhlo požadované koncentrace energie a laser není schopen materiál propálit. To je znázorněno v animaci.
Velikost ohniska lze opět zmenšit zvětšením ohniskové vzdálenosti vstupního kolimátoru; jedná se o systém čoček, který shromažďuje rozbíhající se světlo z laseru a připravuje ho k průchodu skenovací optikou. Tím se sníží zvětšení celého systému. Zde ale nastává druhý problém. Zvětšení ohniska kolimátoru znamená oddálení laserového zdroje a v určitém okamžiku se fyzický průměr rozbíhajícího se laserového paprsek stane již příliš velkým na to, aby prošel kolimátorem a skenovací optikou, aniž by byl částečně odříznut. To je nežádoucí, protože oříznutím části paprsku by došlo ke ztrátě výkonu v ohnisku laseru.
Řešením je snížit divergenci laserového zdroje na začátku. Nebo řečeno optickou terminologií, snížit jeho numerickou aperturu (NA), která je mírou úhlu divergence paprsku. To umožňuje použít delší ohniskový kolimátor bez ztráty energie laserového paprsku, což zase umožňuje použít delší ohniskovou vzdálenost (širší zorné pole) snímacího objektivu F-theta čočky. Tato kombinace poskytuje malé ohnisko s vysokým jasem na velkém pracovním poli. Problém je vyřešen, ale… Podstatné snížení numerické apertury (NA) vláknového laseru, aniž by se snížil jeho výkon nebo došlo k jinému zhoršení jeho parametrů, není tak snadné. Proto je společnost Coherent první a v současnosti jedinou firmou, která toho dokázala dosáhnout. A právě proto nová procesní hlava HIGHmotion 2D s nižším zvětšením, zejména ve spojení s novým laserem HighLight FL-ARM s nízkou NA, umožňuje rychlejší hluboké svařování mědi.
Přečtěte si více informací o hlavici Coherent HIGHmotion 2D a laseru Coherent HighLight FL-ARM.
Zdroj: Coherent.com