Análisis integral de los principios técnicos, componentes básicos y campos de aplicación del equipo de soldadura láser

 

Como una pieza central del equipo en la tecnología de fabricación avanzada,equipos de soldadura láserse ha integrado profundamente en el sistema industrial moderno gracias a su soldadura de alta precisión y sus capacidades de procesamiento eficientes. Este artículo analizará sistemáticamente sus principios técnicos, composición de componentes y escenarios de aplicación, y proporcionará orientación clave para la selección de equipos.

 

I. Principios técnicos y ventajas del proceso

La soldadura láser funciona aplicando un haz láser de alta densidad energética a la superficie de la pieza de trabajo, haciendo que el material se funde instantáneamente y forme una conexión permanente. Esta tecnología tiene tres características principales:

1. Capacidad de control de precisión: El diámetro del punto enfocado se puede controlar con precisión al nivel de micrón, lo que permite la soldadura de materiales ultradelgados (0,1 mm).

2. Control de la zona afectada por el calor: La velocidad de soldadura alcanza el nivel del metro por segundo, y la eficiencia de entrada de calor es del 50% - 70% menor que la de la soldadura tradicional, lo que reduce significativamente la deformación de la pieza de trabajo.

3. Adaptabilidad de múltiples escenarios: soporta varios modos de soldadura como soldadura por puntos, soldadura por lap y soldadura de sello, y es aplicable a la conexión de materiales diferentes.

 

II. Análisis técnico de los componentes principales

1. Unidad de generación láser

Como el núcleo de la salida de energía, la elección del láser afecta directamente al rendimiento del equipo. La potencia de los láseres de fibra refrigerados por agua tradicionales oscila entre 500 W y 20 kW, y la eficiencia de conversión fotoeléctrica puede alcanzar el 35%, lo que es un 40% más eficiente que el CO tradicional. ₂ láseres. Los modelos de alta potencia pueden penetrar en placas de acero inoxidable de 25 mm, satisfaciendo las necesidades de las industrias pesadas como la construcción naval.

2. Sistema de conducción óptica

Consiste en dos módulos principales: el grupo de lentes de enfoque y la fibra de transmisión.

- La lente de enfoque adopta un proceso de recubrimiento, con una tasa de pérdida de reflexión de ≤ 0,5%.

- El diámetro de la fibra de transmisión universal es de 300 μm - 1000 μm, y la distancia de transmisión puede llegar a 30 metros.

Este sistema, combinado con un mecanismo de enlace de cinco ejes, permite la soldadura a lo largo de trayectorias espaciales complejas.

3. Sistema de apoyo de control de temperatura

Un enfriador enfriado por agua de doble circulación asegura que los componentes del núcleo se encuentren en un ambiente de temperatura constante de 22 ± 0,5 °C. Está equipado con una función de monitoreo de flujo y reposición automática de agua, aumentando el tiempo de trabajo continuo del equipo a más de 72 horas.

 

III. Tipos de equipo y matriz de aplicación

Actualmente, el equipo principal en el mercado sigue cuatro rutas técnicas principales:

1. Portable y portátil: Integra una fuente láser inferior a 2 kW, adecuada para el mantenimiento al aire libre y el procesamiento de piezas pequeñas.

2. Tipo de escaneo de galvanómetro: La velocidad de soldadura alcanza 200 mm / s, utilizado para la soldadura precisa de componentes electrónicos.

3. Tipo integrado con robot: El brazo robótico de seis ejes tiene una precisión de posicionamiento repetida de ± 0,02 mm, que cumple con los requisitos de automatización de las líneas de producción de automóviles.

4. Sistema de soldadura híbrido: Combina la tecnología de soldadura por arco para romper la limitación del grosor de la soldadura láser única.

Los datos de aplicación de la industria muestran que el sector de vehículos de nueva energía representa el 38% de la cuota de mercado, y la tasa no defectuosa de módulos de batería de soldadura en baterías de potencia alcanza el 99,97%. En la industria de dispositivos médicos, el equipo puede realizar soldadura no destructiva de instrumentos de tamaño de micrón tales como stents vasculares.

 

IV. Indicadores clave para la selección del equipo

En la decisión de contratación se deben destacar los siguientes parámetros:

1. Compatibilidad del material: los metales no ferrosos como la aleación de aluminio requieren una función de modulación de pulso.

2. Expansión del módulo de proceso: Si hay interfaces reservadas para la soldadura de monitoreo visual y sistemas de trazabilidad de calidad.

3. Relación de consumo de energía: Los modelos con un consumo de energía inferior a 0,3 kW · h por metro de soldadura son más económicos.

4. Costo de mantenimiento: La vida útil de los componentes ópticos debe alcanzar más de 8000 horas.

 

V. Tendencias del desarrollo del mercado

En 2024, la escala del mercado global superó los 30 mil millones de yuanes, con la demanda en el campo de la nueva energía creciendo a una tasa anual del 65%. En los próximos tres años, la detección inteligente y las tecnologías gemelas digitales se integrarán profundamente con la soldadura láser, promoviendo un salto hacia adelante en el desarrollo del nivel inteligente de los equipos. Al seleccionar equipos, las empresas deben centrarse en la previsión tecnológica y dar prioridad a los sistemas de soldadura inteligentes que soportan los protocolos de Internet de las Cosas para satisfacer las necesidades de producción de la era de la Industria 4.0.