Използването на фибролазери в автомобилното производство е огромен успех и те са били използвани в множество приложения за заваряване и рязане, включително каросерии в бяло, компоненти на окачването, възли на силовото предаване и др. Това не трябва да е изненада. Влакнестите лазери предлагат няколко предимства пред повечето използвани досега технологии (лазерни и нелазерни).
Въпреки това автомобилната индустрия остава важен източник на иновации. Докато високомощните оптични лазери се използват успешно в автомобилното производство от известно време, най-сложните процеси на заваряване днес изискват повече от просто мощност, за да поддържат електрифицирането и лекото тегло. Въпреки че всъщност има много различни приложения, повечето от тях обикновено включват:
Много тънки материали или материали, които са чувствителни към нагряване
"Труден"материали за заваряване, като алуминий, мед и стомани с висока якост
Заваряване на разнородни материали
За да изпълнят тези по-предизвикателни задачи, лазерите трябва да имат две основни функции. Първият е да има достатъчно мощност, за да поддържа необходимата производителност. В случай на по-дебели части е необходима и висока мощност за постигане на достатъчна дълбочина на проникване. Втората е възможността за прецизен контрол върху разпределението на лазерната мощност върху работната повърхност - както пространствено, така и времево.
Мощност и прецизен контрол
Coherent GROHE разработи оптичен лазер с регулируем пръстен (ARM), предназначен да осигури мощност и точност на управление. За да постигне това, ARM използва изход с двоен лъч - той произвежда централно петно, заобиколено от друг концентричен лазерен пръстен. Мощността на основния пръстен може да бъде независимо контролирана и импулсна.
Серията оптични лазери Coherent HighLight FL-ARM осигурява обща мощност до 10kW, ниво на мощност, което е повече от достатъчно за всички приложения с висока производителност. Всъщност повечето високопрецизни, взискателни продукти обикновено използват по-малко от половината от това ниво на мощност. Следователно лазерите Coherent ARM са в състояние да доставят достатъчна лазерна мощност, точно насочена към позицията на заваряване, когато е необходимо.
Заваряването на мед е пример за това как работи това. Някои производители са се обърнали към зелени лазери за заваряване на мед, тъй като те се абсорбират по-лесно от медта, отколкото инфрачервената светлина на лазерите с влакна. Този процес обаче може да се извърши само при стайна температура. След като медта се нагрее, тя абсорбира много добре инфрачервената светлина и след като има ключалка, способността на медта да абсорбира червена светлина става по-силна.
Следователно, когато започвате да заварявате мед с ARM лазер, първата стъпка е да загреете материала само с пръстеновидна светлина, докато се разтопи. След това централен лъч с висока мощност създава ключалката. Въпреки това, по време на процеса на заваряване част от мощността се задържа в пръстеновидната греда, защото това стабилизира ключалката, което намалява разпръскването и води до стабилна заварка. Когато лъчът достигне края на заваръчния шев, мощността на пръстена се изключва напълно и мощността на сърцевината спада плавно, за да се създаде чист, равномерен край.
Този процес също предлага подобни предимства при заваряване на други взискателни материали като алуминий и поцинкована ламарина. Освен това позволявависоко прецизно заваряванеот тънки или чувствителни на топлина материали.
Pвластен контрол
Някои производители на оптични лазери катоСъгласуванARM посочва, че техните продукти позволяват 100% от общата мощност да бъде разпределена между основните пръстени, сякаш това е предимство.
Но това не е така. Цялото предимство на лазерите ARM е, че чрез разделяне на мощността между сърцевината и пръстена, входящата топлина се отвежда в съответния детайл по начин, който произвежда по-добри резултати от единичен лъч, както в примера за заваряване на мед, описан по-рано. В противен случай защо просто не използвате стандартен еднолъчев (и по-евтин) фибролазер?
Те също имаха опасения, че ARM структурата на Coherent не е достатъчно „гъвкава“.
При производството на системата е необходимо да се зададе броят на модулите, които се захранват в основния пръстен. Следователно, 8 kW ARM лазер, изграден с четири 2 kW модула, може да бъде конфигуриран с три различни максимални съотношения на мощността на ядрото/пръстена. Това са 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW или 2 kW/6 kW. Освен това максималната мощност на ядрото/пръстена не може да бъде променена впоследствие и следователно се счита за "негъвкава".
Въпреки това, конфигурацията за всеки даден клиентски лазер се основава на тестове на процеса, проведени преди покупката на лазера. Те определят мощността и съотношенията мощност от ядро към ядро, необходими за обемно производство. Освен това е осигурен достатъчно голям процесен прозорец за подпомагане на адаптирането към производствени нестабилности (напр. вариации на партидата в суровините, грешки при затягане и т.н.).
