Bruken av fiberlasere i bilproduksjon har vært en stor suksess, og de har blitt brukt i en rekke sveise- og skjæreapplikasjoner, inkludert body-in-white, fjæringskomponenter, drivaggregater og mer. Dette burde ikke komme som noen overraskelse. Fiberlasere gir flere fordeler i forhold til de fleste tidligere brukte teknologier (laser og ikke-laser).
Bilindustrien er imidlertid fortsatt en viktig kilde til innovasjon. Mens høyeffektfiberlasere har vært vellykket brukt i bilproduksjon i noen tid, krever de mest sofistikerte sveiseprosessene i dag mer enn bare strøm for å støtte elektrifisering og lettvekt. Selv om det faktisk er mange forskjellige applikasjoner, involverer de fleste av dem vanligvis:
Svært tynne materialer eller materialer som er følsomme for varmetilførsel
"Vanskelig"materialer for sveising, for eksempel aluminium, kobber og høyfast stål
Sveising av forskjellige materialer
For å utføre disse mer utfordrende oppgavene, må lasere ha to hovedfunksjoner. Den første er å ha nok kraft til å støtte den nødvendige produktiviteten. Ved tykkere deler kreves det også høy effekt for å oppnå tilstrekkelig inntrengningsdybde. Den andre er muligheten til nøyaktig å kontrollere hvordan laserkraften fordeles over arbeidsflaten - både romlig og tidsmessig.
Kraft og presisjonskontroll
Coherent GROHE har utviklet fiberlaser med justerbar ringmodus (ARM), designet for å gi kraft og kontrollnøyaktighet. For å oppnå dette bruker ARM en dobbelstråleutgang - den produserer et midtpunkt omgitt av en annen konsentrisk laserring. Kjerneringkraften kan styres uavhengig og pulseres.
Coherent HighLight FL-ARM-serien med fiberlasere leverer en total effekt på opptil 10kW, et effektnivå som er mer enn tilstrekkelig for alle applikasjoner med høy gjennomstrømning. Faktisk bruker de fleste høypresisjons, krevende produkter vanligvis mindre enn halvparten av dette effektnivået. Derfor er Coherent ARM-lasere i stand til å levere tilstrekkelig laserkraft nøyaktig målrettet til sveiseposisjonen når det er nødvendig.
Kobbersveising er et eksempel på hvordan dette fungerer. Noen produsenter har vendt seg til grønne lasere for å sveise kobber fordi de absorberes lettere av kobber enn det infrarøde lyset til fiberlasere. Imidlertid kan denne prosessen bare produseres ved romtemperatur. Når kobberet er varmet opp, absorberer det infrarødt lys veldig godt, og når det først er et nøkkelhull, blir kobberets evne til å absorbere rødt lys sterkere.
Derfor, når man begynner å sveise kobber med en ARM-laser, er det første trinnet å varme materialet med kun ringlys til det smelter. Deretter skaper en senterstråle med høy effekt nøkkelhullet. Men under sveiseprosessen holdes noe av kraften i ringbjelken fordi dette stabiliserer nøkkelhullet, noe som reduserer sprut og resulterer i en stabil sveis. Når strålen når enden av sveisen, blir ringkraften fullstendig slått av og kjernekraften faller jevnt av for å skape en ren, jevn ende.
Denne prosessen gir også lignende fordeler ved sveising av andre krevende materialer som aluminium og galvaniserte metallplater. Dessuten muliggjør dethøy presisjon sveisingav tynne eller varmefølsomme materialer.
Plav kontroll
Noen produsenter av fiberlasere likerSammenhengendeARM påpeker at produktene deres lar 100 % av den totale kraften fordeles mellom kjerneringene, som om det var en fordel.
Men det er ikke tilfelle. Hele fordelen med ARM-lasere er at ved å dele kraften mellom kjernen og ringen, ledes den innkommende varmen inn i det respektive arbeidsstykket på en måte som gir bedre resultater enn en enkelt stråle, som i kobbersveiseeksemplet beskrevet tidligere. Ellers, hvorfor ikke bare bruke en standard enkeltstråle (og billigere) fiberlaser?
De hadde også en bekymring for at Coherents ARM-struktur ikke var "fleksibel" nok.
Ved produksjon av systemet er det nødvendig å angi antall moduler som mates inn i kjerneringen. Derfor kan en 8 kW ARM-laser bygget med fire 2 kW-moduler konfigureres med tre forskjellige maksimale kjerne-/ringeffektforhold. Disse er 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW eller 2 kW/6 kW. Videre kan den maksimale kjerne-/ringeffekten ikke endres i ettertid og anses derfor som "ufleksibel".
Imidlertid er konfigurasjonen for en gitt kundelaser basert på prosesstester utført før kjøp av laseren. Disse bestemmer kraft- og kjerne-til-kjerne kraftforhold som kreves for volumproduksjon. Videre er det gitt et stort nok prosessvindu til å støtte tilpasning til produksjonsustabilitet (f.eks. lot-til-lot-variasjon i råmaterialer, klemfeil, etc.).
