Svetskamerateknik och handhållen lasersvetsning

Svetskamerateknik för bättre kontroll på svetsning

Med ny svetskamerateknik går det att se genom det ljusa plasmat som uppstår vid svetsning och direkt observera svetsen. Detta gör att det blir mycket lättare att ställa in svetssprocessen vad gäller både uppställning och parameterjustering. 

I länkarna här nedan kan ni hitta mer information om dessa system. 

Cavitar WeldCam C400 (kompakt kamera med processfilter och anpassad våglängdsbelysning)
https://www.cavitar.com/product/cavitar-welding-camera/ 

Cavilux OEM – Machine vision systems (mäter ytor och kan se genom annars störande ljusa processer, såsom svetsning)

Med hjälp av svetskamera går det även att observera svetsprocessen under svetsning och antingen manuellt eller med datasystem justera processen i både läge och dess parametrar. Den går även använda för att logga processer, felsökning etc för kvalitetsarbeten.

Handhållen lasersvetsning & rengöring

I samarbete med LMI AB återförsäljare av IPGs handhållna lasersvetssystem, som tillverkas i Tyskland och är de säkraste på marknaden (CE certifierat för att uppfylla säkerhetskrav enligt rigida Europeiska och Tyska regler). Det har dubbel säkerhet, både med galvanisk kontakt samt med unikt mätsystem för att mäta processemissioner. De har även hög prestanda, mycket hög duty cycle (ni kan svetsa länge utan avbrott), är energieffektiva och ger låg värmetillförsel.

Dessa finns i flera olika utföranden. För att nämna några: 1. grundutförandet med IPGs säkra och 1,5kW högprestandasvets, 2. XC med tillägget laserrengöring, samt 3. XR som är en 2kW single-mode laser som ökar effektiviteten än mer och dessutom klarar av att svetsa högreflektiva material. 

Följ länkarna här nedan för mer information:

IPG LightWELD (handhållen lasersvetsning)
IPG LightWELD XC (handhållen laser-svetsning & rengöring)
IPG LightWELD XR (handhållen laser-svetsning & rengöring. Kraftigare, optimerad för högreflektiva material)

Vad handhållen lasersvetsning & rengöring (HLBW) är:

  • En metod för att svetsa olika material och i nya olika typer av fogar, exempelvis överlappsfogar och i aluminium och koppar
    • Att svetsa i klippta kanter eller laserskurna ytor är att föredra jämfört med att först skapa v-spalt
  • En metod som svetsar snabbt med låg värmetillförsel (dvs ger liten värmepåverkad zon och distortion)
  • En svetsmetod med hög precision, vilket möjliggör små och detaljerade svetsfogar (men som också kräver hög precision under svetsning)
  • En metod som lämpar sig för svetsning i gods från 0,1 mm tunna till 4,0 mm tjocka med full genomträngning
    • Kolstål upp till 3-5 mm
    • Rostfritt upp till 4-6 mm
    • Aluminium upp till 4-8 mm
    • Om svetsning sker från båda sidor kan tjockleken fördubblas
  • En metod som är lätt att lära sig använda. Den har potential att jämna ut kompetensbristen inom manuell svetsning, såvida förberedelser inför svetsning beaktas
  • En metod som kan rengöra ytor före och efter svetsning, utan kemikalier
  • En metod som likt andra svetsmetoder kan certifieras utifrån gällande aktuella standarder och procedurer
    • ex WPQR och WPS inklusive procedur och svetsarprövning
  • En metod där lasersäkerhet behöver beaktas
  • En metod som ger en bättre arbetsmiljö, både ergonomiskt och att den ger ifrån sig betydligt mindre farliga partiklar
Vad handhållen lasersvetsning & rengöring (HLBW) inte är:
  • En metod för att svetsa ihop tjocka gods
  • En metod för att fylla igen stora spalter
  • En metod där det går att slarva med fixturering
  • Billig (för högkvalitetssystem, inklusive de säkerhetsaspekter som behöver beaktas)

Ljusbågssvetsning

.. är en metod som många kan, men:

  • + är billigare i inköp (dock ej i bruk)
  • + är etablerade metoder många kan och känner sig trygga med
  • + har ett färdigt ekosystem igenom utbildningar, konstruktionsaspekter och användande
  • – är långsammare att svetsa med
  • – tillför mer värmepåverkan
  • – tar lång tid att lära sig och kan ge stora variationer i resultat mellan operatörer
  • – slagg eller sprut som kan vara besvärligt och kräver efterbehandling, rengöring, polering eller slipning
  • – Säkerhetsrisker: Bågsvetsningsprocessen producerar stark värme, UV-ljus och potentiellt giftiga gaser. För att minska hälsoproblemen måste svetsare vidta nödvändiga säkerhetsprocedurer, såsom att bära skyddsutrustning och upprätthålla optimal ventilation.
  • + Vissa bågsvetstekniker kan vara lämplig för utomhusapplikationer, även under ogynnsamma väderförhållanden
  • + Bågsvetsutrustningens bärbarhet gör det möjligt för operatörer att vara flexibla och arbeta på en mängd olika platser
  • + Bågsvetsning kan användas för att sammanfoga tjockare metallbitar. Anpassningsbar och kompatibel med en mängd olika legeringar och fogtyper

”Att räkna hem en maskin behöver inte bara vara att den ska producera visst mycket för visst mycket pengar, utan det går att räkna hem en maskin på många andra sätt, t.ex. att man kan ta på sig större jobb där lasersvetsning bara är en liten del, men ändå avgörande för att få jobbet. I min egen produktion handlar det om att kunna utföra svetsar som knappt är möjliga med konventionella metoder, t.ex. mycket små kälfogar i tunna material samt att svetsa fast axeltappar mot plåtar där bara ett mycket litet a-mått är tillåtet (alternativet hade varit att svarva ned svetsen i efterhand).”

Problem vid svetsning, som kan lösas med lasersvetsning

Begränsningar i fogdesign

Fogar som används med handhållen lasersvetsning är framförallt dessa tre vanligaste: Stumfog, kantfog och överlappsfog. Dessa kan utformas enligt denna bild:

Då möjliggörs även enklare fogberedning enligt exempel i denna bild:

Överlappsfogar kan möjliggöra svetsning av ex Sandwichpaneler på det här sättet:

Plåtar som slår sig

Med mindre värmepåverkan minskar också distortion vid svetsning rejält

Låg eller ojämnt svetskvalitet

Med handhållen lasersvetsning går det lägga stöd vid fog så det är lättare att följa och därigenom blir metoden lättare att lära sig och blir jämnare resultat mellan operatörer. 

 

Svårigheter att svetsa vissa material

Med handhållen lasersvetsning är det mycket lättare att svetsa i annars svårsvetsade material. Att svetsa i rostfritt är för de flesta legeringar lätt, och i aluminium går det utmärkt lätt att svetsa i 3000 och 5000 serierna. Med IPGs XR system möjliggörs dessutom fler material att svetsa i, såsom koppar, brons, titan och fler aluminiumlegeringar. 

Laserrengöring

Laserrengöring är ett effektivt sätt att ta bort smuts från ytan innan sveetsning, eller för att ta bort missfärgningar som uppstått av svetsens värmebehandling av godset i och i närheten av svetsområdet. 

För att rostfria ytor ska behålla sina egenskaper kan det för vissa legeringar krävas att ytan återställs, eller som det heter passiviseras. Rengöring av ytor och passivisering är inte samma sak.

Passivering av rostfritt stål är en kemisk process som avlägsnar järn från ytan så att det inte längre finns något järn där som kan börja att rosta (dvs gör ytan passiv istället för reaktiv, med syfte på oxidering). Det finns provkit att köpa för att testa om ytor har fritt järn på ytan. Om sådant då hittas kan ny passivering behöva utföras.

Pickling/blästring syftar till att behandla ytan på annat sätt än passivering. Båda metoderna är för att minska korrosion på ytan. Blästring ska göra så kromet i basmaterialet skyddar underliggande järnet. De färger som uppstår vid svetsning kan relateras till och påverka kemin i ytan, dvs det är möjligt att det är en oxidering som sker, eller så är det att kromet försvunnit från ytan. Denna färgning (oxidskikt) är viktig att avlägsna för att få fram legeringens korrosionsbeständiga originalyta.

Dvs passivering/betning skapar ett mer korrosionsbeständigt skikt medan Pickling ”reparerar en skadad” yta. Passivering kan göras efter blästring för att skapa en mer korrosionsbeständig yta. Pickling kan ofta göras med kemikalier, elektropolering eller blästring.

Laserrengöring är en alternativ metod för pickling. Metoderna kan alla skapa formförändringar i ytan vilket bör undvikas (ökad ytarea på mikronivå som kan öka korrossionshastighet). Till skillnad från ex blästring så med laserrengöring riskeras det inte att partiklar fastnar i ytan. Laserrengöring är dessutom mer flexibel eftersom den blir materialoberoende jämfört andra Pickling-metoder som syror och material behöver anpassas mellan olika jobb + all annan praktisk hantering av blästermaterial eller syror, samt att den inte lämnar rester på ytan.

Om yta ska målas efter laserrengöring av andra material så kan det vara bra att göra en något skrovligare yta eftersom ytan då bättre kan få färg att fastna som i sig ger ett skyddande lager, exempelvis vid lackering.

 

Boreal Lasersystem AB

Organisationsnummer: 559477-5677

Tranmyrvägen 5

975 92 Luleå

[email protected]

070 – 520 47 50