威斯康星州奥康诺莫沃克 Ace Precision Machining Corp. 的激光工艺工程师 Kurt Magedanz 表示，光纤激光焊接的关键在于对工艺的控制。凭借其全新的 Laserdyne 430 系统，Ace Precision 在焊接质量方面取得了巨大进步，同时减少操作员对该过程的干预。
Ace Precision Machining 购买的两个新 Laserdyne 430 系统之一。Ace Precision Machining 已通过 AS9100 认证，是国际公认的供应商航空航天、发电和国防工业，提供广泛的制造能力，涵盖金属制造、连接和涂层的所有领域。它拥有许多涡轮发动机设计经验，包括阿帕奇和支奴干直升机的军事平台、艾布拉姆斯 M1 主战坦克以及 B2、F18、F22 和 F35 飞机。公司的当 Ace Precision 在其最近收购的两个 Laserdyne 430 光纤激光系统之一上启动了新的焊接工艺时，激光焊接能力最近成为焦点。
光纤激光焊接正在迅速发展。由位于明尼苏达州尚普林的 Prima Power Laserdyne 首创、现在被 Ace Precision 采用的新工艺是这种增长的一部分。传统的焊接方法在当今的制造业中仍然很普遍，需要操作员大量关注以控制焊接质量。随着光纤激光器和专有的集成 Prima Power Laserdyne S94P CNC 控制器的功率现在可用，变化正在进行中。
“与以前相比，这完全取决于我们现在对焊接过程的控制量， ”马格丹兹说。 “在早期的工艺中，我们使用了没有焊接专用硬件或软件的 CO2 激光系统。我们对焊接组件进行了重大返工，需要经常更换激光镜片时间。在操作员最细心的关注下，我们获得了可接受的焊接质量，直到 Prima Power Laserdyne 提出大大改进的系统和工艺。”
自动焊接过程中的两部分 Hastelloy X 组件（左）。新的 Laserdyne 430 系统精确控制功率、位置和焦点。焊缝具有平滑的一致性，焊缝结构中没有裂纹或空隙（右）。激发这一改进工艺的具有挑战性的两部分焊接组件用于军事应用。对于直径约为 12 英寸（304.8 毫米）的最终组件，关键的焊接操作需要将圆形 0.060 英寸（1.524 毫米）厚的哈氏合金 X 钣金零件焊接到机加工的哈氏合金 X 部件上。保持焊缝在宽度和深度上一致且两个部件之间没有空隙是 cr
“借助我们的新型 Laserdyne 430，S94P 激光加工摄像系统使我们能够精确定位 Hastelloy X 材料上焊缝的确切位置。这使我们能够在焊接过程开始之前微调我们的位置，”Magedanz 报告说。他指出，使用其旧的 CO2 系统，组件装配和夹具对于产生一致的焊缝更为关键。新的机器控制器的轨道运行功能以特定的指令尺寸和频率摆动（摆动）机器轴，可以精确控制焊接接头的特性。
“新的 Laserdyne 430 光纤激光系统几乎消除了我们过去在 CO2 系统上遇到的所有零件返工，特别是在焊接的开始/停止点，”他说。被焊接部件的特殊配置使焊道靠近材料边缘，几乎没有误差余地，以避免烧毁边缘的一部分。 “精确控制光纤激光器的功率、位置和焦点的能力，以及系统的 SmartRamp 功能，使得控制激光焊接过程成为可能和更容易，”他说。
由两部分组成的 Hastelloy X 组件（左）在自动焊接过程中。新的 Laserdyne 430 系统精确控制功率、位置和焦点。焊缝具有平滑的一致性，焊缝结构中没有裂纹或空隙（右）。“我们以前的焊接工艺，结合夹具和装配要求，没有足够的精度来重复精确地确定真正的焦点位置， ”马格丹兹说。 “新的 OFC2 Absolute 功能通过新软件具有出色的映射跳动，可实现准确且可重复的焦点定位。”此功能有助于 p精确定位焦点在每个零件的焊缝上。此外，OFC2 Absolute 具有更长的工作范围，并且无论零件表面状况如何，都能够以一定角度测量零件表面。 Magedanz 说：“这一最新功能为改进现有工艺提供了更广泛的机会。”
以前，用于切割、钻孔和焊接的多工艺激光系统仅“足够”用于焊接。根据 Prima Power 的说法，其新的 Laserdyne 430s 具有专为应对焊接特有的挑战而设计的新功能，并提供卓越的切割和钻孔。该系统具有焊接坡道、气流控制、镜头保护和集成气刀，使焊接过程更可控。
Ace Precision 的新型 Laserdyne 430 系统，OFC2 Absolute 软件功能在映射焊接时提供更高的准确性焊接面。这样做是为了将激光束聚焦在激光焊缝的精确位置因此焊缝组织无偏差或空洞。此外，OFC2 Absolute 具有很长的工作范围，因此可以使用激光加工头和工件之间更大、更宽敞的间距来确定参考特征（例如边缘、角、孔或其他特征）的位置，从而不会中断
虽然 Laserdyne 430 上的 20 kW 激光器最广泛用于切割和钻孔，但 Prima Power Laserdyne 的专有软件允许激光器有效地用于焊接应用。
BeamDirector 功能为 Laserdyne 430 的移动台设计提供了两个额外的运动轴。精密焊接不仅来自 Laserdyne 430 运动系统的性能和精度，还来自先进的 Prima Power Laserdyne SmartTechniques，它允许光纤激光器有效地执行全方位的焊接任务，特别是 Ace Precision 对军用部件的复杂焊接。这个是激光、运动和处理器集成控制的结果。精密焊接不仅通过机床的精度和可重复性来衡量，更重要的是通过系统生产的零件是否一致。
Prima Power Laserdyne 的 BeamDirector 组件包含带集成气刀的焊头。用于冷却镜头和偏转焊屑的气刀功能可确保镜头保护。聚焦控制的电容式和光学方法都可以精确地引导运动系统，保持关键的焦点位置并跟随零件的轮廓，而不管表面如何违规行为。系统的所有线性轴都对零件表面的感应做出反应，从而沿光束的轴产生无限的校正。碰撞保护和零件传感的结合使 Ace Precision 系统操作员确信避免使用可能的激进处理速度，而不必担心损坏系统或报废零件。
“焊头本身是我们需要的另一个系统功能，”Magedanz 说。 “我们使用的 CO2 系统对镜头的保护有限。我们会完成两到三个零件运行，然后需要更换镜头。”最新的 Laserdyne 430 系统在其 SmartShield 中集成了气刀功能，可将空气向下吹过镜头，从而在冷却镜头的同时有效地避免焊接飞溅物和碎屑。气刀形成一个无形的屏障，因此污染物不会沉积在镜头上。借助 SmartShield 功能，可以确保焊接精度，并最大限度地减少昂贵的镜头更换成本，并具有减少机器停机时间的额外优势。
Prima Power 的 Laserdyne 430 系统是配备 20 kW QCW 光纤激光器和专有的 Prima Power Laserdyne BeamDirector，一种 3D 光束传输系统。该系统还具有完整的五轴运动。为了在忙碌的时候改进其所有激光操作，Ace Precision 大约在购买其两台 Laserdyne 430 光纤的同时购买了 Prima Power Platino Fiber Evo 激光系统系统。 Platino 为 Ace Precision 的平板金属加工提供了更高的性能，减少了穿孔时间并提高了切割速度，尤其是在厚材料上。
“购买这三台机器确实有助于提高我们的激光操作效率和生产力我们真的需要它，”Magedanz 说。 “Prima Power 是光纤激光技术的领导者，为我们提供了竞争优势。从同一制造商购买新的光纤系统是高效、经济的，并确保高水平的服务连续性，这对我们和我们的客户都很重要。”
Prima Power Laserdyne 是用于 3D 焊接、钻孔和切割的工业精密激光加工系统的全球开发商和供应商。 Prima Power 还是钣金切割、折弯和自动搬运系统的系统供应商。
有关 Prima Power Laserdyne 的更多信息，请访问或致电 763-433-3700。
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