Новая лазерная технология позволяет сваривать толстые детали

Civan сотрудничает с AMET Inc. в разработке системы лазерной сварки «под ключ» для толстых металлов. Фото предоставлено Civan Lasers

Технология динамического лучевого лазера (DBL) позволяет сваривать металлические детали толщиной от 25 до 50 миллиметров за один проход. Эта технология дает инженерам больше контроля над более широким набором параметров сварки. Фото предоставлено Civan Lasers

Распространенным процессом сварки толстых металлических деталей является сварка под флюсом (SAW). Обычно SAW и другие процессы требуют снятия фаски с заготовок, чтобы обеспечить доступ резака к основанию соединения. Многопроходной процесс требует большого подвода тепла к сварному изделию и может привести к образованию большой зоны термического влияния (ЗТВ) наряду с деформацией.

Новая лазерная технология, разработанная израильским производителем Civan Lasers, обещает преодолеть эти ограничения. Динамический лазер компании (DBL) позволяет за один проход сваривать металлические детали толщиной от 25 до 50 миллиметров. Работая на мегагерцовых частотах и ​​мощности от 7 до 28 киловатт, эта технология дает инженерам больший контроль над более широким набором параметров сварки.

Лазеры Civan основаны на технологии когерентного объединения лучей (CBC) и оптической фазированной решетки (OPA). При использовании CBC параллельное усиление одного начального сигнала обеспечивает когерентную рекомбинацию, увеличивая выходную мощность до степени, недостижимой при использовании последовательных усилителей. OPA индивидуально регулирует фазу выходного 2D-массива. Это ключевая технология формирования луча, коррекции прямого луча, управления фокусом и других функциональных возможностей.

Благодаря технологии Civan инженеры могут проектировать луч любой произвольной формы с помощью простого в использовании программного обеспечения. Инженеры могут сконструировать и загрузить в лазер новую форму луча за считанные минуты. Инженеры также могут контролировать частоту луча. Форма луча создается за счет быстрого покачивания луча на частотах до 50 МГц. Инженеры могут создавать балки сложной формы, сочетающие статическое и динамическое движение для лучшего контроля над ванной расплава. Рулевое управление с быстрой фокусировкой позволяет инженерам быстро и непрерывно менять точку фокусировки лазера на расстояние до 20 миллиметров во время сварки, поэтому луч имитирует действие лобзика. Это дает инженерам больше контроля над динамикой замочной скважины и ванны расплава, и это особенно эффективно для сварки материалов, чувствительных к растрескиванию.

«Эти возможности открывают новые возможности применения лазеров», — объясняет Эял Шекель, доктор философии, генеральный директор Civan. «DBL похожи на электронно-лучевую технологию по своей способности раскачивать луч в мегагерцовых режимах. Однако DBL могут сделать это, не требуя вакуумной среды».

Уникальные возможности DBL впервые позволяют выполнять лазерную сварку толстых металлов, используя все преимущества лазера для металлических деталей толщиной от 15 до 50 миллиметров. Эти преимущества включают в себя устранение необходимости снятия фасок и снижение ЗТВ и искажений, а также более высокие скорости сварки.

Кроме того, платформа DBL позволяет легко и быстро тестировать различные формы и частоты луча, чтобы определить оптимальный процесс для получения высококачественных сварных швов. Инженеры могут провести множество тестов за короткий период времени и быстро увидеть результаты. Изменяя одно условие за раз, инженеры могут определить идеальную форму, частоту и скорость подачи для получения самого прочного сварного шва с минимальным разбрызгиванием и пористостью, независимо от области применения.

Civan сотрудничает с AMET Inc. в разработке системы лазерной сварки «под ключ» для толстых металлов. Компания AMET, расположенная в Рексбурге, штат ID, разрабатывает и производит автоматизированные сварочные системы. Проект выиграл грант Израильско-американского двунационального фонда промышленных исследований и развития, целью которого является поддержка сотрудничества между израильскими и американскими компаниями.

Проект начался в марте 2022 года, а первую систему компании поставят в феврале 2023 года. Система будет производиться на заводе AMET в Айдахо. Параллельно с созданием машины компания Civan разрабатывает сварочные процессы в своей прикладной лаборатории в Иерусалиме. Civan уже продемонстрировал способность сваривать детали толщиной 25 миллиметров, и компания планирует разработать процесс сварки деталей толщиной 50 миллиметров к концу 2022 года.