استفاده از لیزرهای فیبر در تولید خودرو موفقیت بزرگی بوده است و از آن ها در کاربردهای جوشکاری و برش متعددی از جمله بدنه به رنگ سفید، اجزای تعلیق، مجموعه های پیشرانه و غیره استفاده شده است. این نباید باعث شگفتی شود. لیزرهای فیبر مزایای متعددی نسبت به اکثر فناوریهای قبلی (لیزری و غیر لیزری) دارند.
با این حال، صنعت خودرو همچنان منبع مهمی از نوآوری است. در حالی که لیزرهای فیبر پرقدرت برای مدتی با موفقیت در تولید خودرو مورد استفاده قرار گرفتهاند، امروزه پیچیدهترین فرآیندهای جوشکاری برای پشتیبانی از برقرسانی و وزن سبک، به چیزی بیش از قدرت نیاز دارند. اگرچه در واقع برنامه های مختلف بسیار زیادی وجود دارد، اکثر آنها معمولا شامل موارد زیر هستند:
مواد یا مواد بسیار نازک که به گرمای ورودی حساس هستند
"دشوار"مواد برای جوشکاری مانند آلومینیوم، مس و فولادهای با مقاومت بالا
جوشکاری مواد غیر مشابه
برای انجام این وظایف چالش برانگیزتر، لیزرها باید دو عملکرد اصلی داشته باشند. اولین مورد، داشتن قدرت کافی برای پشتیبانی از بهره وری لازم است. در مورد قطعات ضخیم تر، برای دستیابی به عمق نفوذ کافی نیز به توان بالایی نیاز است. دومین مورد، توانایی کنترل دقیق نحوه توزیع توان لیزر بر روی سطح کار - هم از نظر مکانی و هم زمانی است.
قدرت و کنترل دقیق
Coherent GROHE لیزر فیبری حالت حلقه قابل تنظیم (ARM) را توسعه داده است که برای ارائه قدرت و دقت کنترل طراحی شده است. برای دستیابی به این هدف، ARM از یک خروجی پرتو دوگانه استفاده می کند - یک نقطه مرکزی که توسط یک حلقه لیزری متحدالمرکز احاطه شده است تولید می کند. قدرت حلقه هسته را می توان به طور مستقل کنترل و پالس کرد.
سری لیزرهای فیبری Coherent HighLight FL-ARM توان کلی تا 10 کیلو وات را ارائه می دهد، سطح توانی که برای همه برنامه های کاربردی با توان عملیاتی بالا کافی است. در واقع، اکثر محصولات با دقت بالا و نیاز به طور معمول کمتر از نیمی از این سطح توان استفاده می کنند. بنابراین، لیزرهای Coherent ARM میتوانند در صورت لزوم، توان لیزر کافی را که دقیقاً در موقعیت جوش قرار میگیرند، ارائه دهند.
جوشکاری مس نمونه ای از نحوه کار این است. برخی از تولیدکنندگان برای جوش دادن مس به لیزرهای سبز روی آوردهاند، زیرا این لیزرها نسبت به نور مادون قرمز لیزرهای فیبر، راحتتر توسط مس جذب میشوند. با این حال، این فرآیند فقط در دمای اتاق قابل تولید است. هنگامی که مس گرم می شود، نور مادون قرمز را به خوبی جذب می کند و هنگامی که سوراخ کلید وجود دارد، توانایی مس در جذب نور قرمز قوی تر می شود.
بنابراین، هنگام شروع به جوشکاری مس با لیزر ARM، اولین قدم این است که مواد را فقط با نور حلقه حرارت دهید تا ذوب شود. بعد، یک پرتو مرکزی پرقدرت سوراخ کلید را ایجاد می کند. با این حال، در طول فرآیند جوشکاری، مقداری از نیرو در تیر حلقه نگه داشته میشود، زیرا این امر سوراخ کلید را تثبیت میکند، که پاشش را کاهش میدهد و منجر به یک جوش پایدار میشود. هنگامی که پرتو به انتهای جوش می رسد، برق حلقه کاملاً قطع می شود و نیروی هسته به آرامی کاهش می یابد تا انتهایی تمیز و یکنواخت ایجاد شود.
این فرآیند همچنین مزایای مشابهی را در هنگام جوشکاری مواد مورد نیاز دیگر مانند آلومینیوم و ورق فلز گالوانیزه ارائه می دهد. علاوه بر این، آن را قادر می سازدجوشکاری با دقت بالااز مواد نازک یا حساس به حرارت
Pکنترل اوور
برخی از تولید کنندگان لیزرهای فیبر مانندمنسجمARM اشاره می کند که محصولات آنها اجازه می دهد 100٪ از کل توان بین حلقه های هسته توزیع شود، گویی این یک مزیت است.
اما اینطور نیست. تمام مزیت لیزرهای ARM این است که با تقسیم توان بین هسته و حلقه، گرمای ورودی به قطعه کار مربوطه به گونهای هدایت میشود که نتایج بهتری نسبت به یک پرتو منفرد ایجاد میکند، همانطور که در مثال جوشکاری مس توضیح داده شد. در غیر این صورت، چرا فقط از یک لیزر فیبر تک پرتو استاندارد (و ارزان تر) استفاده نکنید؟
آنها همچنین این نگرانی را داشتند که ساختار ARM Coherent به اندازه کافی "انعطاف پذیر" نیست.
هنگام ساخت سیستم، لازم است تعداد ماژول هایی که به حلقه هسته تغذیه می شوند را تنظیم کنید. بنابراین، یک لیزر ARM 8 کیلوواتی ساخته شده با چهار ماژول 2 کیلوواتی را می توان با سه نسبت حداکثر توان هسته/حلقه مختلف پیکربندی کرد. اینها 6 کیلووات/2 کیلووات، 4 وات/4 کیلووات، یا 2 کیلووات/6 کیلووات هستند. علاوه بر این، حداکثر توان هسته/حلقه را نمی توان متعاقباً تغییر داد و بنابراین "غیر قابل انعطاف" در نظر گرفته می شود.
با این حال، پیکربندی برای هر لیزر مشتری خاص بر اساس آزمایشهای فرآیندی انجام شده قبل از خرید لیزر است. اینها قدرت و نسبت توان هسته به هسته مورد نیاز برای تولید حجم را تعیین می کنند. علاوه بر این، یک پنجره فرآیند به اندازه کافی بزرگ برای پشتیبانی از سازگاری با بیثباتیهای تولید (به عنوان مثال، تغییرات لات به لات در مواد خام، خطاهای بستن و غیره) ارائه میشود.
