Lasery światłowodowe o zmiennej geometrii wiązki VBP

Lasery światłowodowe o zmiennej geometrii wiązki VBP Telebrook Optronics

Firma EverFoton Technologies, której oficialnym partnerem jest jest wrocławska firma Telebrook Optronics, wprowadza na rynek nową generację jednomodowych laserów światłowodowych o zmiennej geometrii wiązki VBP (ang. Variable Beam Profile). W laboratorium aplikacyjnym firmy przeprowadzono liczne testy spawania materiałów wykorzystywanych w produkcji baterii m.in. do samochodów elektrycznych (EV) i hybrydowych (PHEV).

Baterie litowo-jonowe składają się z wielu różnych warstw metali m.in. miedź, aluminium, nikiel czy miedź powlekana niklem, o grubościach od 100 mikronów do 6 mm. Ze względu na różne właściwości fizyczne, spawanie takich warstw stanowi duże wyzwanie technologiczne.

Wyniki uzyskane przy zastosowaniu lasera EverFoton o mocy całkowitej 6kW wskazują, że w procesie spawania miedzi najlepiej sprawdzi się wiązka centralna o dużym natężeniu i mocy, która łatwo topi materiał, podczas gdy wiązka w pierścieniu stabilizuje obszar spawany. W rezultacie proces spawania jest inicjowany i utrzymywany w ciągły i spójny sposób, niezależnie od zmian powierzchni spawanego materiału, eliminując tym samym ograniczenia wynikające ze stosowania standardowych laserów światłowodowych. Przeprowadzone w laboratorium testy wykazały, że spawanie miedzi laserami wykorzystującymi zmienny profil wiązki wyjściowej (VBP) pozwala na uzyskanie estetycznych i gładki spoin, podczas gdy standardowe lasery bez kontroli wiązki przyczyniały się do wypalania dziur oraz uzyskania nierównej spoiny. 

Przykład spoiny uzyskanej przy użyciu lasera VBP – spawanie miedzi o grubości 2mm z prędkością 2,3m/min. Po prawej – przekrój spawu

Spawanie laserowe stopów aluminium stwarza inne wyzwania niż spawanie miedzi. Stopy aluminium ogólnie charakteryzują się wysokim współczynnikiem odbicia powierzchni, wysoką przewodnością cieplną i ulatnianiem się składników o niskiej temperaturze wrzenia. Te i inne trudności mogą prowadzić do pękania spoiny i strefy wpływu ciepła, pogorszeniem właściwości mechanicznych i niską wydajnością procesu. Problemy te zostały w dużej mierze przezwyciężone wraz z pojawieniem się laserów światłowodowych o zmiennej geometrii wiązki generujących wystarczającą gęstość mocy, aby wytworzyć stabilne jeziorko spawalnicze.

Nowa generacja jednomodowych laserów EverFoton o mocach do 12kW może być szczególnie przydatna w procesach spawania ocynkowanej stali. Zmienność geometrii wiązki wyjściowej znacząco redukuje odpryski podczas spawania materiałów o wysokim współczynniku odbicia. Wiązka jednomodowa w rdzeniu łatwiej również wnika w materiał ze względu na większą gęstość skupionej mocy. 

Reasumując, do głównych zalet spawania laserem światłowodowym o zmiennej geometrii wiązki (VBP) możemy zaliczyć brak konieczności obróbki końcowej dzięki wyeliminowaniu rozprysków na powierzchni, eliminację powstawania pustych przestrzeni w spoinie, skrócenie czasu procesu technologicznego, a przede wszystkim obniżenie jego kosztu.

Źródło: Piotr Pietrzak, Telebrook Optronics

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest międzynarodową marką medialną należącą do holdingu Vogel Communications Group. W ramach marki MM Magazyn Przemysłowy wydawane jest czasopismo, prowadzony jest portal magazynprzemyslowy.pl oraz realizowana jest komunikacja (różnymi narzędziami marketingowymi) w przemysłowym sektorze B2B.

Tagi artykułu

Zobacz również

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę