.

Подписка

В конце 2020 года компания IPG Photonics представила свою новую систему ручной лазерной сварки LightWELD 1500. Основной блок аппарата внешне практически не отличается от привычных MIG/MAG- или TIG-источников: близкие размеры и вес (316×641×534 мм, 53 кг), кнопки и дисплей выбора предустановленных программ для разных материалов и толщин, поворотные регуляторы коррекции мощности и других технологических параметров (рис. 1). Сварочный пистолет подключается к аппарату с помощью шланг-­пакета и по эргономике напоминает горелку полуавтоматического дугового источника (рис. 2). Подключение аппарата перед работой также похоже на традиционные дуговые источники — баллон со сварочным газом, электропитание, кабель с зажимом «массы».

 

Рис. 1. Общий вид основного блока аппарата ручной лазерной сварки

Рис. 1. Общий вид основного блока аппарата ручной лазерной сварки
 

Рис. 2. Ручной сварочный пистолет с шланг-­пакетом

Рис. 2. Ручной сварочный пистолет с шланг-­пакетом
 

 

В отличие от классических сварочных аппаратов, LightWELD 1500 не создает электрическую дугу, а генерирует лазерное излучение. Встроенный в главный блок иттербиевый волоконный лазер с длиной волны 1070 нм (невидимое ИК-излучение) выдает до 1500 Вт непрерывной мощности при 100% рабочем цикле, а пиковая мощность в импульсном режиме достигает 2500 Вт. Лазерное излучение из главного блока доставляется по транспортному оптическому волокну, встроенному в армированный шланг-­пакет, до ручного пистолета, где проходит ряд оптических элементов для фокусировки и, при необходимости, развертки рабочего луча. Также для удобства в аппарат встроен источник дополнительного излучения — видимый пилот-­лазер, необходимый для наведения на свариваемый стык.

 

Лазерный луч на выходе из ручного пистолета фокусируется в пятно диаметром ~150 мкм, что обеспечивает высокую локальную плотность мощности. Таким образом, практически вся энергия тратится на создание узкого и глубокого проплавления для формирования шва, при этом тепловые деформации и зона термического влияния минимальны.

 

Режимы работы, свариваемые материалы и толщины

 

Аппарат LightWELD 1500 поддерживает четыре режима подачи излучения: непрерывный — основной режим работы для глубокого проплавления; импульсный — минимальное тепловложение для сварки тонких или высокоотражающих материалов (алюминий, медь); стежковый — для формирования прерывистого шва при равномерном перемещении пистолета; точечный — установка прихваток перед сваркой.
Основные регулируемые параметры: мощность излучения — для различных толщин материала и желаемой глубины проплавления, частота следования и длительность импульсов, частота и амплитуда сканирования луча.
Сканирование луча необходимо для получения широкого шва, или при невозможности произвести достаточно точную сборку деталей. Развертка луча (до 5 мм) подбирается таким образом, чтобы перекрывать обе кромки свариваемых деталей и зазор между ними.

 

В тех случаях, когда зазор превышает 0,5 мм, требуется применение присадочной проволоки. На сварочный пистолет устанавливается дополнительный модуль подачи проволоки и специальное направляющее сопло (рис. 3), а к главному блоку подключается внешнее управление для синхронизации работы механизма подачи и лазерного излучения. Сварка с проволокой позволяет заполнить зазор между деталями, сформировать при необходимости усиление шва сверху, наложить катет, организовать многопроходную сварку в узкую разделку (для большой толщины заготовок) или наплавить поверхность множеством параллельных валиков (например, при восстановлении изношенной детали).

 

Рис. 3 Сопловая часть с установленной системой подачи проволоки

Рис. 3 Сопловая часть с установленной системой подачи проволоки
 

Рис. 4. Примеры сварки для различных толщин, материалов и геометрии швовРис. 4. Примеры сварки для различных толщин, материалов и геометрии швовРис. 4. Примеры сварки для различных толщин, материалов и геометрии швов

Рис. 4. Примеры сварки для различных толщин, материалов и геометрии швов
 

 

Материалы и толщины — низкоуглеродистые, нержавеющие и оцинкованные стали, алюминиевые сплавы — до 4 мм (до 10 мм с двух сторон), медные сплавы — до 1 мм (до 2 мм с двух сторон).

 

Для каждого материала и толщины, в том числе при импульсном режиме и сварке с проволокой, производителем заранее подобраны оптимальные технологические параметры — достаточно выбрать сохраненную программу согласно таблице (рис. 5). Для углубленного изучения настроек программ лазерной сварки, а также обновления встроенного ПО необходимо подключение аппарата к ПК или ноутбуку для доступа к веб-интерфейсу.

 

Рис. 5. Таблица выбора встроенных программ сварки

Рис. 5. Таблица выбора встроенных программ сварки
 

 

Безопасность работы

 

Невидимое ИК-излучение при лазерной сварке представляет определенную опасность для оператора и обслуживающего персонала заказчика. Все, кто находятся в рабочей зоне, должны носить специальные защитные очки, а сварщик дополнительно — шлем с автозатемняющимся светофильтром для лучшего контроля за процессом. Для защиты кожи рекомендовано использование специализированных перчаток (рис. 6). Также по возможности, рекомендуется ограничить сварочную зону защитными экранами или выделить для лазерных работ отдельное помещение.

 

Аппарат ручной лазерной сварки LightWELD 1500 имеет встроенную многоконтурную защиту от случайного или несанкционированного доступа к открытому лазерному излучению: механический ключ для включения аппарата; контактная цепь безопасности и дополнительная клавиша на пистолете — для подачи излучения только в рабочем положении (сопло прижато к металлу детали, клавиша нажата); внешняя цепь — для подключения дополнительных датчиков.

 

 

Обучение персонала

 

Процесс базового обучения занимает несколько часов и сводится к изучению краткого руководства, знакомству с управлением аппаратом и техникой безопасности, тренировкам на образцах. Заранее подобранные производителем режимы обеспечат правильные параметры шва и отсутствие внутренних дефектов. Самым главным навыком, требующим от новичка дополнительной тренировки, является равномерное, без рывков и с необходимой скоростью ведение пистолета по свариваемому стыку. Опытные сварщики после базового обучения могут сразу приступать к работе.

 

 

Лазерная очистка

 

Разработки компании IPG Photonics не стоят на месте, и уже в первом квартале 2022 года компания представит обновленную версию ручного сварочного аппарата — LightWELD 1500 XC. Помимо сохранения всех сварочных функций в LightWELD 1500 XC будет доступна лазерная очистка поверхностей. Для реализации функции понадобилось увеличить ширину сканирования луча с 5 до 15 мм, добавить комплект специальных сопловых насадок и отдельную библиотеку технологических режимов. Теперь, к примеру, перед сваркой ржавой или окрашенной поверхности больше не требуется механическая подготовка — достаточно сменить сопло и режим работы, выполнить проход по будущему стыку и приступать к сварочному процессу (рис. 7).

 

Рис. 6. Защитная экипировка сварщика — перчатки и шлем со светофильтрами 

Рис. 6. Защитная экипировка сварщика — перчатки и шлем со светофильтрами 

Рис. 7. Фотография ручного сварочного пистолета в режиме очистки поверхности

Рис. 7. Фотография ручного сварочного пистолета в режиме очистки поверхности
 

 

Узнать подробнее о системе ручной сварки и очистки LightWELD 1500 XC можно на сайте www.LightWELD-XC.ru 

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 1-2022

 

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи
или пресс-релизы с ссылками и изображениями.
ritm@gardesmash.com

 


Реклама наших партнеров