Toepassing van laserlassen op roestvrij staal 2

Toepassing van laserlassen op roestvrij staal

Basiskennis van het lassen met een laser

Het begrijpen van de basisprincipes van het lassen met een laser is essentieel om sterke, consistente lassen in roestvrij staal te produceren. Het proces is afhankelijk van nauwkeurig gecontroleerde parameters die de doordringingsdiepte, lasbreedte en de grootte van de warmtebeïnvloede zone bepalen. De volgende concepten definiëren hoe een laser met roestvrij staal reageert en hoe verschillende instellingen het resultaat beïnvloeden.

Conductie versus sleuflasmodus

Conductiemodus: De laserenergie smelt het oppervlak van het metaal, en de warmte verspreidt zich hoofdzakelijk via warmtegeleiding door het materiaal. Hierdoor ontstaan ondiepe, brede lassen met minimale verdamping – ideaal voor dunne onderdelen, laag warmte-inbreng en cosmetische lassen.

Sleuflasmodus: Bij hogere vermogensdichtheden verdampt de laser het metaal op het brandpunt van de straal, waardoor een kleine holte (sleuf) ontstaat. De straal dringt diep door, waardoor smalle, diepe lassen mogelijk zijn in dikkere onderdelen. Deze modus biedt maximale doordringing, maar vereist nauwkeurige controle om porositeit en instabiliteit te voorkomen.

Continu (CW) versus gepulst

Continu (CW): Levert constante, ononderbroken energie. Ideaal voor lange, continue naden waarbij snelheid en consistentie van doordringing belangrijk zijn, veel gebruikt in geautomatiseerde productielijnen.

Gepulst: Levert energie in gecontroleerde pulsen. Nuttig voor hittegevoelige onderdelen, fijne werkzaamheden of puntlassen. Pulslassen vermindert vervorming en hitteverkleuring, wat het geschikt maakt voor precisie-constructies en dunne roestvrijstalen onderdelen.

Stralingskwaliteit, vlekkenmaat en energie per lengte-eenheid

Stralingskwaliteit: Hogere stralingskwaliteit (gemeten met M²) levert een kleinere, geconcentreerdere vlek op, waardoor fijnere lassen en diepere doordringing bij lagere vermogens mogelijk zijn.

Vlekkenmaat: Kleinere vlekken verhogen de energiedichtheid en verbeteren de doordringing. Grotere vlekken verspreiden de warmte, waardoor het risico op doorbranden in dunne materialen afneemt.

Energie per lengte-eenheid: Het evenwicht tussen laservermogen en voedingssnelheid bepaalt de totale energietoevoer. Te veel energie veroorzaakt vervorming en een te grote HAZ; te weinig energie leidt tot zwakke of onvolledige fusie.

Wobbelen en scannende optica

Wobblelassen: Het omvat het oscillatieven van de laserstraal in kleine patronen terwijl deze langs de lasnaad beweegt. Verbetert het overspannen van openingen, vermindert de gevoeligheid voor uitlijning en kan breder, meer tolerant lasprofiel opleveren.

Scannende optica: Gebruiken spiegels of galvanometers om de laserstraal met hoge snelheid over het werkstuk te bewegen. Staat snelle patroonwijzigingen, meerdere laspunten en integratie met automatisering toe. Ze zijn met name waardevol in massaproductie en complexe geometrieën.

Het resultaat van laswerk met een laser hangt af van hoe u de interactie tussen de straal en het materiaal beheert. Geleidingsmodus is geschikt voor fijne, ondiepe lasnaden, terwijl de sleutelgatmodus diepe doordringing mogelijk maakt. Continue werken (CW) biedt snelheid en consistentie, terwijl gepulste modus de warmte in delicate onderdelen beter beheert. De straalkwaliteit en vleksgrootte bepalen de energiedichtheid, en het afstemmen van de energie per lengte-eenheid op de lasnaad is cruciaal voor sterkte zonder vervorming. Geavanceerde technieken zoals wobbellasten en scannoptyca breiden de flexibiliteit uit en maken laswerk met een laser een veelzijdig hulpmiddel voor de fabricage van roestvrijstaal in diverse industrieën.

Lasonderdeelontwerp en passingsregels

Bij laserlassen heeft de ontwerp- en uitlijningsnauwkeurigheid van de verbinding een directe invloed op de las kwaliteit, doordringing en uiterlijk. In tegenstelling tot sommige booglassenprocessen biedt laserlassen minder tolerantie voor grote openingen of verkeerde uitlijning vanwege de smalle straal en kleine smeltbad. Het kiezen van het juiste soort verbinding, correct voorbereiden van de randen en zorgvuldige uitlijning zijn essentieel voor sterke, foutloze roestvrijstalenlassen.

Stuiknaden

Beschrijving: Twee onderdelen zijn in hetzelfde vlak uitgelijnd en verbonden langs hun randen.

Overwegingen voor laserlassen: Werkt het beste met minimale of geen opening (<0,1 mm voor dunne delen). Vereist nauwkeurige randvoorbereiding om onvolledige samentrekking te voorkomen. Sleutelgatmodus wordt vaak gebruikt voor dikker materiaal.

Toepassingen: Plaatmateriaalpanelen, drukvaten, buizen.

Overlapnaden

Beschrijving: Een onderdeel overlapt een ander, en de laser dringt door de bovenste laag heen in de onderliggende laag.

Laserlassen overwegingen: Effectief voor het verbinden van ongelijke diktes. De overlap moet consistent zijn en de oppervlakken moeten schoon zijn om verontreiniging te voorkomen. Licht defocus kan de doordringbaarheid verbeteren.

Toepassingen: Auto carrosseriepanelen, behuizingen, dunne structurele samenstellingen.

Hoeklassen

Beschrijving: Onderdelen die onder een hoek, meestal 90°, aan elkaar worden gelast, waarbij lasmetaal in de hoek wordt aangebracht.

Laserlassen overwegingen: Ideaal voor automatisering, maar vereist nauwkeurige naaduitlijning. Het afronden van randen kan de toegang van de straal verbeteren in nauwe hoeken. Het wiebelen tijdens het lassen kan helpen om de naad gelijkmatig op te vullen.

Toepassingen: Frames, beugels, kaststructuren.

Randen en Hoeken

Beschrijving: Omvat hoekverbindingen en randlassen, waarbij de straal het materiaal aan de rand smelt.

Laserlassen overwegingen: Bijzonder gevoelig voor uitlijnfouten. Weinig warmte-invoer minimaliseert vervorming, maar zorgvuldige bevestiging is nodig om de geometrie te behouden. Wordt vaak gebruikt voor decoratieve roestvrijstalen onderdelen vanwege de schone, zichtbare naden.

Afschuiningen en voorbereidingen

Beschrijving: Voorzijden met afschuining of voorbereide randen om diepere doorlassing mogelijk te maken of vulmateriaal te kunnen verwerken.

Laserlassen overwegingen: Veelvoorkomend bij dikker roestvrijstaal waar enkelvoudige doordringing vereist is. De afschuinhoek en wortelvlak moeten consistent zijn; te veel afschuining kan de verbindingsefficiëntie verlagen.

Vastlassen

Beschrijving: Kleine, tijdelijke lasnaden die onderdelen in positie houden voor het definitief lassen.

Laserlassen overwegingen: Voorkomt verplaatsing van onderdelen tijdens het lassen en minimaliseert spleetvariatie. Laser-vastlassen is snel, weinig vervormend en eenvoudig te automatiseren. De afstand tussen de vastpunten moet overeenkomen met de materiaaldikte en de stijfheid van de verbinding.

Laslassen met een laser vereist strakke pasvorm en consistente voorbereiding van de lasnaad, omdat het proces een kleine smeltbad creëert dat weinig tolerantie heeft voor kieren of misuitlijning. Voorhoofdsnaden vereisen bijna perfecte randcontact, overlapt naden vereisen schone overlappingsvlakken, en hoeknaden profiteren van precieze toegang tot de hoek. Randen, hoeken en aanzetvlakken moeten consistent zijn voor volledige doordringing, en tijdelijke lasnagels zorgen ervoor dat de onderdelen uitgelijnd blijven tijdens het snelle lassen. Door deze regels voor naadontwerp en pasvorm te volgen, zijn de lassen in roestvrij staal sterk, nauwkeurig en visueel schoon.