Традиционная и лазерная сварка

Вы можете подумать, что благодаря гораздо более высокой скорости обработки и более высокому качеству лазерная сварка быстро захватит рынок. Но традиционная сварка продолжает существовать. И в зависимости от того, кого вы спрашиваете и какие приложения рассматриваете, оно может никогда не исчезнуть. Так каковы плюсы и минусы каждого метода, которые по-прежнему приводят к смешанному рынку?

Традиционные методы сварки остаются популярными. Вообще говоря, в промышленности используются три типа традиционной сварки: MIG (металлический инертный газ), TIG (вольфрамовый инертный газ) и точечная сварка. При контактной точечной сварке два электрода прижимают соединяемые между собой детали, через это место пропускается большой ток, а электрическое сопротивление материала детали генерирует тепло, которое сваривает детали вместе. Это быстрый метод, и, по словам Эрика Миллера, менеджера по развитию бизнеса лазерной группы Miller Electric Mfg LLC в Эпплтоне, штат Висконсин, это доминирующий метод, используемый в автомобилестроении, особенно для кузовов. Но, добавил он, самый большой рынок для лазерной сварки – это замена контактной точечной сварки. И наоборот, Миллер не увидел «какой-то лавины» в замене лазера TIG или MIG. И даже в группе автоматизации компании примерно 90 процентов проектов находятся в MIG.

Чем объясняется непреходящая популярность MIG? «Расходный материал представляет собой непрерывно подаваемую проволоку», — сказал Миллер. «Таким образом, он добавляет материал и усиливает сварной шов, что делает его идеальным для углового шва [в котором детали перпендикулярны]». Автогенный лазер соединяет два исходных материала вместе. По словам Миллера, лазером можно выполнить угловой сварной шов, но точность и аккуратность деталей и всего остального должны быть на порядок выше.

«При сварке MIG на угловом допуске допуск составляет как минимум плюс-минус половина диаметра проволоки, а обычно даже больше», — сказал он. Точно так же технологическое окно MIG для других типов сварных швов намного больше, чем у лазера. Другими словами, детали не должны быть такими точными, а приспособления не должны обеспечивать почти идеальную посадку, как в случае с автогенным лазером.

Сварку MIG также легче автоматизировать. По словам Миллера, единственные факторы, которые вам нужно контролировать, — это скорость движения, напряжение, сила тока, угол горелки и рабочий угол, и «если вы сделаете пять из десяти действий правильно, вы все равно получите хороший сварной шов». Для автоматизации лазерной сварки требуется робот с превосходной точностью и повторяемостью траектории, а в процессе сварки необходимо контролировать больше факторов. TIG в этом отношении аналогичен.

Это не значит, что автоматизация сварки MIG настолько проста, что с ней может справиться каждый. Для программирования и диагностики проблем по-прежнему требуется эксперт. Эд Хансен, директор по глобальному управлению продукцией и гибкой автоматизации компании ESAB Welding & Cutting Products, Дентон, Техас, сказал, что это еще один плюс для MIG.

«После многих лет эмпирических и научных данных традиционная сварка хорошо изучена. Мы знаем, что нужно для получения предсказуемого результата, обеспечивающего соединение, необходимое для конструкции. И хотя мы говорим о нехватке квалифицированной рабочей силы, что является настоящей проблемой для отрасли, все еще существует большой резерв опытных сварщиков, техников и инженеров, которые знакомы с управлением этими традиционными процессами». Для большинства продуктов это простое и недорогое решение, дающее приемлемые результаты.

Это тот случай, когда первоначальная стоимость системы MIG или TIG меньше, чем стоимость лазерной системы. Однако стоимость лазеров снижается и будет продолжать снижаться. «Лазер стоит где-то от трети до половины стоимости системы лазерной сварки», — сказал Хансен, — «и стоимость в зависимости от сварочных возможностей снижается на 10-15 процентов в год».

Миллер также отметил, что «лазерная технологическая головка дороже, чем традиционные головки, оптоволокно для доставки стоит дорого, а защита лазерной ячейки также обходится дороже». Например, лазерная ячейка должна быть «светонепроницаемой» со стенками толщиной 4 дюйма (101,6 мм), чтобы выдерживать прямое попадание в течение 10 минут без прогорания. (Лазер не будет в фокусе на расстоянии более 4 дюймов [101,6 мм]). большая глубина.) Системы TIG и MIG можно защитить недорогим листовым металлом, в котором остаются зазоры.