Lasersvetsning var en av de tidigaste tillämpningarna av industriell lasermaterialbearbetning. I de flesta tidiga tillämpningar producerade lasrar svetsar av högre kvalitet, vilket resulterade i ökad produktivitet. I takt med att klassen av lasrar har utvecklats finns nu laserkällor tillgängliga med högre effekt, olika våglängder och ett bredare utbud av pulskapacitet. Utöver detta har strålleverans, maskinstyrning, hårdvara och mjukvara samt processsensorer bidragit till nya och bättre utvecklingar inom lasersvetsprocessen.
Lasersvetsning erbjuder unika fördelar, inklusive låg värmetillförsel, smal smältning och värmepåverkade zoner, och utmärkta mekaniska egenskaper hos material som tidigare var svåra att svetsa med hjälp av processer som skulle generera stor värmetillförsel till detaljen. Dessa egenskaper resulterar i starkare och mer kosmetiskt attraktiva svetsar som bildas genom lasersvetsning. Dessutom kräver lasersvetsning mycket kortare inställningstid och kan, med tillägg av laserspårningssensorer, automatiseras, vilket resulterar i lägre produktkostnader. Alla dessa nya teknologier utökar applikationsområdet för lasersvetsning ytterligare. Fiberlasersvetsning med olika metaller, delar, storlekar och volymer har framgångsrikt använts i många industrier.
Batterisvetsning
Lasersvetsning av aluminiumlegeringar (vanligtvis 3000-serien) och ren koppar för att bilda elektriska kontakter med de positiva och negativa polerna på ett batteri. Alla material och materialkombinationer som används i batterier är kandidater för den nya fiberlaser-svetsprocessen. Överlappande, stum- och kälsvetsade fogar möjliggör en mängd olika anslutningar inom batteriet. Lasersvetsningen av klackmaterialet till de negativa och positiva elektroderna skapar elektrisk kontakt i förpackningen. Det sista svetssteget för montering av batteripaket, som tätar sömmarna på aluminiumburkarna, skapar en barriär för den interna elektrolyten.
Eftersom batterier förväntas fungera tillförlitligt i 10 år eller mer, väljs lasersvetsning för sin genomgående höga kvalitet. Med hjälp av rätt fiberlasersvetsutrustning och -process, producerar lasersvetsning konsekvent högkvalitativa svetsar på 3000-seriens aluminiumlegeringar.
Precisionsprocesssvetsning
Tätningar som används i fartyg och kemiska raffinaderier samt läkemedelsindustrin var ursprungligen TIG-svetsade. Eftersom de används i känsliga miljöer är dessa komponenter precisionsbearbetade och slipade av högtemperaturbeständiga och kemiskt resistenta nickelbaserade legeringsmaterial. Partistorlekar är vanligtvis små och uppsättningskvantiteter är stora. Det är underförstått att sammansättningen av dessa komponenter nu har förbättrats med hjälp av fiberlasersvetsning.
Skälen för att ersätta den tidigare robotbågsvetsningsprocessen med fiberlasersvetsning inkluderar: konsekvent lasersvetskvalitet; enkel övergång från en komponentkonfiguration till en annan, vilket minskar installationstiden och förbättrar genomströmningen; och kostnadsminskningar genom att automatisera lasersvetsprocessen genom montering av laserspårningssensorer.
Gastät svetsning
Hermetiskt förseglad elektronik i medicinsk utrustning som pacemakers och annan elektronik har gjort fiberlasersvetsning till den valda processen för tillämpningar som kräver högsta tillförlitlighet. De senaste framstegen inom hermetiska svetsprocesser har tagit itu med problem relaterade till lasersvetsning och svetsens slutpunkt, vilket är en kritisk plats för att åstadkomma hermetiska tätningar.
Tidigare lasersvetstekniker producerade fördjupningar vid ändpunkten när laserstrålen stängdes av, även vid reducerad lasereffekt. Avancerad laserstrålekontroll eliminerar gropar i både tunna och djupa svetsar. Resultatet är jämn svetskvalitet utan porositet vid slutpunkten och ett förbättrat utseende och mer tillförlitlig tätning.
Olika metallsvetsning
Möjligheten att tillverka produkter med olika metaller och legeringar ökar kraftigt design- och produktionsflexibiliteten. Att optimera egenskaperna hos den färdiga produkten, såsom korrosion, slitage och värmebeständighet, samtidigt som kostnaderna kontrolleras, är en vanlig motivation för att utföra olika metallsvetsningar. Sammanfogning av rostfritt stål och galvaniserat stål är ett exempel. På grund av deras utmärkta korrosionsbeständighet har 304 rostfritt stål och galvaniserat kolstål använts i en mängd olika applikationer, såsom köksredskap och rymdkomponenter. Processen medför några speciella utmaningar, inte minst eftersom zinkbeläggningen kan ge allvarliga problem med svetsporositet.
Energin som används för att smälta stålet och det rostfria stålet under svetsprocessen förångar zinken vid cirka 900 grader Celsius, vilket är betydligt under smältpunkten för rostfritt stål. Den låga kokpunkten för zink resulterar i att det bildas ångor vid svetsning med låshål. Vid ett försök att fly den smälta metallen kan zinkångor fångas i den stelnade svetsen, vilket resulterar i överdriven svetsporositet. I vissa fall kan zinkångor strömma ut när metallen stelnar, vilket skapar porositet eller grovhet på svetsytan.
Med rätt fogdesign och val av laserprocessparametrar kan ytbehandling och mekanisk svetsning enkelt utföras. Överlappssvetsar av 304 rostfritt stål med en tjocklek på 0,6 mm och galvaniserat stål med en tjocklek av 0,5 mm var fria från sprickor eller porositet på både den övre och nedre ytan.
