Laserhitsaus on yksi varhaisimmista sovelluksista teollisessa lasermateriaalinkäsittelyssä. Useimmissa varhaisissa sovelluksissa lasergeneroidut hitsit ovat laadukkaampia, mikä lisää tuottavuutta. Lasertyyppien kehityksen myötä laserlähteillä on nyt suurempi teho, erilaiset aallonpituudet ja laajempi pulssikykyalue. Lisäksi säteen eteneminen, koneenohjauslaitteistot ja -ohjelmistot sekä prosessianturit edistävät laserhitsausprosessin parempaa uutta kehitystä.
Laserhitsauksella on ainutlaatuisia etuja, kuten alhainen lämmöntuotto, kapea fuusiovyöhyke ja lämmön vaikutukselle altis vyöhyke sekä aiemmin vaikeasti käytettyjen materiaalien mekaaniset ominaisuudet, jotka tuottavat suuria lämpöä osiin. Nämä ominaisuudet tekevät laserhitsauksella muodostetusta hitsistä vahvemman ja näyttävämmän. Lisäksi laserhitsaukseen tarvittava kovettumisaika on paljon pienempi. Yhdessä laserseurantaanturin kanssa voidaan toteuttaa automaatio, mikä vähentää tuotteen kustannuksia. Kaikki nämä uudet tekniikat ovat laajentaneet laserhitsauksen sovellusaluetta entisestään. Monilla teollisuudenaloilla on käytetty menestyksekkäästi kuitulaserhitsausta erilaisilla metalleilla, komponenttien muotoilla, kokoilla ja tilavuuksilla.
Akun hitsaus
Litiumakkujen lisääntyvä käyttö sähköajoneuvoissa ja monissa elektronisissa laitteissa tarkoittaa, että insinöörit käyttävät kuitulaserhitsausta tuotesuunnittelussa. Kuparin tai alumiiniseoksen tuottamat virtaa kuljettavat komponentit yhdistetään akussa olevien akkujen sarjaan valokuitulaserhitsauksella. Laserhitsaus alumiiniseosta (yleensä 3000-sarja) ja puhdasta kuparia sähköisen kosketuksen muodostamiseksi akun positiivisten ja negatiivisten elektrodien kanssa. Kaikki akussa käytetyt materiaalit ja materiaaliyhdistelmät ovat kandidaattimateriaaleja uuteen kuitulaserhitsausprosessiin. Päällekkäiset, päittäis- ja filehitsatut liitokset muodostavat erilaisia liitoksia akun sisään. Korvakkeen materiaalin laserhitsaus negatiivisiin ja positiivisiin napoihin tuottaa pakatun sähkökontaktin. Viimeinen akun kokoonpano ja hitsausvaihe eli alumiinitölkin liitostiivistys luo esteen sisäiselle elektrolyytille. Koska akun odotetaan toimivan luotettavasti 10 vuotta tai kauemmin, laserhitsausvalikoima voi aina olla korkealaatuista. Käyttämällä oikeita optisia kuitulaserhitsauslaitteita ja -prosessia laserhitsauksella voidaan jatkuvasti tuottaa korkealaatuisia 3000-sarjan alumiiniseoshitsauksia.
Tarkkuuskoneistus ja hitsaus
Laivoissa, kemianjalostamoissa ja lääketeollisuudessa käytetyt tiivisteet hitsattiin alun perin TIG-hitsauksella. Koska näitä komponentteja käytetään herkissä ympäristöissä, ne on tarkkuuskoneistettu ja hiottu nikkelipohjaisilla metalliseosmateriaaleilla, jotka kestävät korkeita lämpötiloja ja kemiallista korroosiota. Eräkoko on yleensä pieni ja asetusten määrä suuri. On selvää, että tällä hetkellä näiden komponenttien kokoonpanoa on parannettu optisella kuitulaserhitsauksella. Syitä käyttää kuitulaserhitsausta korvaamaan varhaisen robottikaarihitsausprosessin: laserhitsauksen laatu on tasainen; Se on helppo muuntaa komponenttikokoonpanosta toiseen, mikä lyhentää asetusaikaa ja parantaa tehoa; Kustannuksia voidaan alentaa kokoamalla laserseuranta-anturi laserhitsausprosessin automatisoimiseksi.
Kaasutiivis hitsaus
Hermeettisesti suljettu elektroniikka lääkinnällisissä laitteissa, kuten sydämentahdistimissa ja muussa elektroniikassa, on tehnyt kuitulaserhitsauksesta suositellun prosessin sovelluksissa, jotka vaativat korkeinta luotettavuutta. Kaasutiiviin hitsausprosessin viimeisin kehitys on ratkaissut laserhitsaukseen ja hitsauksen päätepisteeseen liittyvät ongelmat, joka on kaasutiiviin tiivistyksen avainasema. Aiempi laserhitsaustekniikka tuottaa päätepisteeseen painauman, kun lasersäde sammutetaan, vaikka lasertehoa pienennetään. Edistyksellinen lasersäteen ohjaus eliminoi painumat ohuissa ja syvissä hitseissä. Tuloksena on tasainen hitsin laatu, ei huokoisuutta päätepisteessä, parempi ulkonäkö ja luotettavampi tiivistys.
Ilmailun hitsaus
Nikkeli- ja titaanipohjaisten lentometalliseosten kuitulaserhitsaus edellyttää hitsin geometrian ja hitsin mikrorakenteen hallintaa, mukaan lukien huokoisuuden minimoiminen ja raekoon säätely. Monissa ilmailusovelluksissa hitsaussaumojen väsymiskyky on tärkein suunnittelukriteeri. Siksi suunnitteluinsinöörit määrittelevät lähes aina, että hitsauspinta on kupera tai hieman kupera hitsauslujuuden parantamiseksi. Tätä tarkoitusta varten automatisoituun prosessiin käytetään täyttölinjaa, jonka halkaisija on 1,2 mm. Täytelangan lisääminen päittäisliitokseen johtaa tasaisiin kruunuihin ylä- ja alareunassa. Varmistamalla hitsin hyvän mikrorakenteen, hitsauslangan seoksen valinta vaikuttaa myös hitsin mekaanisiin ominaisuuksiin.
Erilainen metallihitsaus
Mahdollisuus valmistaa tuotteita erilaisista metalleista ja metalliseoksista parantaa huomattavasti suunnittelun ja tuotannon joustavuutta. Valmiiden tuotteiden ominaisuuksien, kuten korroosion, kulumisen ja lämmönkestävyyden, optimointi ja kustannusten hallinta on yleinen motiivi erilaisille metallihitsauksille. Ruostumattoman teräksen ja galvanoidun teräksen yhdistäminen on esimerkki. Erinomaisen korroosionkestävyytensä ansiosta 304 ruostumatonta terästä ja galvanoitua hiiliterästä on käytetty laajasti erilaisissa sovelluksissa, kuten keittiökoneissa ja lentokonekomponenteissa. Tämä prosessi asettaa erityisiä haasteita, etenkin koska sinkkipinnoitus aiheuttaa vakavia hitsin huokoisuusongelmia. Hitsauksen aikana teräksen ja ruostumattoman teräksen sulatusenergia haihduttaa sinkkiä noin 900 asteessa, mikä on paljon alhaisempi kuin ruostumattoman teräksen sulamispiste. Sinkin alhainen kiehumispiste johtaa höyryn muodostumiseen avaimenreikähitsauksen aikana. Kun sulaa metallia yritetään karkaa, sinkkihöyry voi jäädä jähmettyneeseen hitsiin, mikä johtaa hitsin liialliseen huokoisuuteen. Joissakin tapauksissa sinkkihöyryä pääsee karkaamaan metallin jähmettyessä, jolloin hitsauspintaan muodostuu huokosia tai karheutta. Viimeistely ja mekaaninen hitsaus voidaan suorittaa helposti sopivalla liitossuunnittelulla ja laserprosessiparametrien valinnalla. Ruostumattoman teräksen 304, jonka paksuus on 0,6 mm, ja galvanoidun teräksen, jonka paksuus on 0,5 mm, ylä- ja alapinnalla ei ole halkeamia tai huokosia.