Η συγκόλληση με λέιζερ ήταν μια από τις πρώτες εφαρμογές της βιομηχανικής επεξεργασίας υλικών με λέιζερ. Στις περισσότερες πρώτες εφαρμογές, τα λέιζερ παρήγαγαν συγκολλήσεις υψηλότερης ποιότητας, με αποτέλεσμα αυξημένη παραγωγικότητα. Καθώς η κατηγορία των λέιζερ έχει εξελιχθεί, οι πηγές λέιζερ είναι πλέον διαθέσιμες με υψηλότερη ισχύ, διαφορετικά μήκη κύματος και ευρύτερο φάσμα δυνατοτήτων παλμών. Επιπλέον, η παράδοση δέσμης, το υλικό και το λογισμικό ελέγχου μηχανής και οι αισθητήρες διεργασίας έχουν συμβάλει σε νέες και καλύτερες εξελίξεις στη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ.
Η συγκόλληση με λέιζερ προσφέρει μοναδικά πλεονεκτήματα, όπως χαμηλή εισροή θερμότητας, στενές ζώνες σύντηξης και θερμότητας και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες υλικών που προηγουμένως ήταν δύσκολο να συγκολληθούν χρησιμοποιώντας διαδικασίες που θα παρήγαγαν μεγάλη εισροή θερμότητας στο εξάρτημα. Αυτές οι ιδιότητες έχουν ως αποτέλεσμα ισχυρότερες και πιο ελκυστικές από αισθητική άποψη συγκολλήσεις που σχηματίζονται με συγκόλληση με λέιζερ. Επιπλέον, η συγκόλληση με λέιζερ απαιτεί πολύ λιγότερο χρόνο ρύθμισης και, με την προσθήκη αισθητήρων παρακολούθησης λέιζερ, μπορεί να αυτοματοποιηθεί, με αποτέλεσμα χαμηλότερο κόστος προϊόντος. Όλες αυτές οι νέες τεχνολογίες διευρύνουν περαιτέρω το φάσμα των εφαρμογών για τη συγκόλληση με λέιζερ. Η συγκόλληση με λέιζερ ινών χρησιμοποιώντας διαφορετικά μέταλλα, σχήματα εξαρτημάτων, μεγέθη και όγκους έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε πολλές βιομηχανίες.
Συγκόλληση μπαταρίας
Συγκόλληση με λέιζερ κραμάτων αλουμινίου (συνήθως σειράς 3000) και καθαρού χαλκού για τη δημιουργία ηλεκτρικών επαφών με τους θετικούς και αρνητικούς ακροδέκτες μιας μπαταρίας. Όλα τα υλικά και οι συνδυασμοί υλικών που χρησιμοποιούνται στις μπαταρίες είναι υποψήφιοι για τη νέα διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ ινών. Οι επικαλυπτόμενες, οι συγκολλημένες ενώσεις με άκρο και φιλέτο επιτρέπουν μια ποικιλία συνδέσεων εντός της μπαταρίας. Η συγκόλληση με λέιζερ του υλικού ωτίδας στα αρνητικά και θετικά ηλεκτρόδια δημιουργεί ηλεκτρική επαφή στη συσκευασία. Το τελικό στάδιο συγκόλλησης της συναρμολόγησης της μπαταρίας, σφραγίζοντας τις ραφές των δοχείων αλουμινίου, δημιουργεί ένα φράγμα για τον εσωτερικό ηλεκτρολύτη.
Δεδομένου ότι οι μπαταρίες αναμένεται να λειτουργούν αξιόπιστα για 10 χρόνια ή περισσότερο, η συγκόλληση με λέιζερ επιλέγεται για τη σταθερά υψηλή ποιότητά της. Χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο εξοπλισμό και τη σωστή διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ ινών, η συγκόλληση με λέιζερ παράγει σταθερά συγκολλήσεις υψηλής ποιότητας σε κράματα αλουμινίου της σειράς 3000.
Συγκόλληση διαδικασίας ακριβείας
Οι σφραγίδες που χρησιμοποιούνται σε πλοία και χημικά διυλιστήρια καθώς και στη φαρμακοβιομηχανία ήταν αρχικά συγκολλημένες με TIG. Επειδή χρησιμοποιούνται σε ευαίσθητα περιβάλλοντα, αυτά τα εξαρτήματα υποβάλλονται σε μηχανική επεξεργασία και αλέθονται με ακρίβεια από ανθεκτικά σε υψηλή θερμοκρασία και χημικά ανθεκτικά υλικά κράματος με βάση το νικέλιο. Τα μεγέθη των παρτίδων είναι συνήθως μικρά και οι ποσότητες που έχουν ρυθμιστεί είναι μεγάλες. Είναι κατανοητό ότι η συναρμολόγηση αυτών των εξαρτημάτων έχει πλέον βελτιωθεί χρησιμοποιώντας συγκόλληση με λέιζερ ινών.
Οι λόγοι για την αντικατάσταση της προηγούμενης διαδικασίας ρομποτικής συγκόλλησης τόξου με συγκόλληση με λέιζερ ινών περιλαμβάνουν: σταθερή ποιότητα συγκόλλησης με λέιζερ. ευκολία μετάβασης από τη διαμόρφωση ενός στοιχείου σε ένα άλλο, που μειώνει τον χρόνο εγκατάστασης και βελτιώνει την απόδοση. και μειώσεις κόστους με την αυτοματοποίηση της διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ μέσω της συναρμολόγησης αισθητήρων παρακολούθησης λέιζερ.
Αεριοστεγής συγκόλληση
Τα ερμητικά σφραγισμένα ηλεκτρονικά σε ιατρικές συσκευές όπως οι βηματοδότες και άλλα ηλεκτρονικά έχουν κάνει τη συγκόλληση με λέιζερ ινών τη διαδικασία επιλογής για εφαρμογές που απαιτούν το υψηλότερο επίπεδο αξιοπιστίας. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις διαδικασίες ερμητικής συγκόλλησης έχουν αντιμετωπίσει ζητήματα που σχετίζονται με τη συγκόλληση με λέιζερ και το τελικό σημείο της συγκόλλησης, το οποίο είναι μια κρίσιμη θέση για την επίτευξη ερμητικών σφραγίσεων.
Οι προηγούμενες τεχνικές συγκόλλησης με λέιζερ παρήγαγαν κοιλότητες στο τελικό σημείο όταν η δέσμη λέιζερ ήταν απενεργοποιημένη, ακόμη και σε μειωμένη ισχύ λέιζερ. Ο προηγμένος έλεγχος δέσμης λέιζερ εξαλείφει το βαθούλωμα τόσο σε λεπτές όσο και σε βαθιές συγκολλήσεις. Το αποτέλεσμα είναι σταθερή ποιότητα συγκόλλησης χωρίς πορώδες στο τελικό σημείο και βελτιωμένη εμφάνιση και πιο αξιόπιστη σφράγιση.
Ανόμοια Συγκόλληση Μετάλλων
Η ικανότητα κατασκευής προϊόντων χρησιμοποιώντας ανόμοια μέταλλα και κράματα αυξάνει σημαντικά την ευελιξία σχεδιασμού και παραγωγής. Η βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων του τελικού προϊόντος, όπως η αντοχή στη διάβρωση, τη φθορά και τη θερμότητα, ενώ ελέγχεται το κόστος, είναι ένα κοινό κίνητρο για την εκτέλεση ανόμοιων συγκολλήσεων μετάλλων. Η ένωση ανοξείδωτου και γαλβανισμένου χάλυβα είναι ένα παράδειγμα. Λόγω της εξαιρετικής αντοχής τους στη διάβρωση, ο ανοξείδωτος χάλυβας 304 και ο γαλβανισμένος ανθρακούχο χάλυβας έχουν χρησιμοποιηθεί σε μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, όπως κουζινικά σκεύη και εξαρτήματα αεροδιαστημικής. Η διαδικασία παρουσιάζει ορισμένες ειδικές προκλήσεις, κυρίως επειδή η επίστρωση ψευδαργύρου μπορεί να παρουσιάσει σοβαρά προβλήματα πορώδους συγκόλλησης.
Η ενέργεια που χρησιμοποιείται για την τήξη του χάλυβα και του ανοξείδωτου χάλυβα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης εξατμίζει τον ψευδάργυρο σε περίπου 900 βαθμούς Κελσίου, που είναι σημαντικά κάτω από το σημείο τήξης του ανοξείδωτου χάλυβα. Το χαμηλό σημείο βρασμού του ψευδαργύρου έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ατμών κατά τη συγκόλληση με οπή κλειδώματος. Στην προσπάθεια διαφυγής από το λιωμένο μέταλλο, ατμοί ψευδαργύρου μπορεί να παγιδευτούν στη στερεοποιημένη συγκόλληση, με αποτέλεσμα υπερβολικό πορώδες συγκόλλησης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι ατμοί ψευδαργύρου μπορούν να διαφύγουν καθώς το μέταλλο στερεοποιείται, δημιουργώντας πορώδες ή τραχύτητα στην επιφάνεια της συγκόλλησης.
Με τη σωστή σχεδίαση αρμών και την επιλογή των παραμέτρων διεργασίας λέιζερ, το φινίρισμα και η μηχανική συγκόλληση μπορούν εύκολα να πραγματοποιηθούν. Οι συγκολλήσεις επικάλυψης από 304 ανοξείδωτο χάλυβα με πάχος 0,6 mm και γαλβανισμένο χάλυβα με πάχος 0,5 mm δεν είχαν ρωγμές ή πορώδες τόσο στην άνω όσο και στην κάτω επιφάνεια.
