Uporaba laserjev z vlakni v avtomobilski proizvodnji je bila zelo uspešna in so bili uporabljeni pri številnih aplikacijah varjenja in rezanja, vključno z belo karoserijo, komponentami vzmetenja, sklopi pogonskega sklopa in več. To ne bi smelo biti presenečenje. Vlakneni laserji ponujajo več prednosti pred večino doslej uporabljenih tehnologij (laserskih in nelaserskih).
Vendar pa avtomobilska industrija ostaja pomemben vir inovacij. Medtem ko se visoko zmogljivi laserji z vlakni že nekaj časa uspešno uporabljajo v avtomobilski proizvodnji, danes najbolj izpopolnjeni varilni postopki zahtevajo več kot le moč za podporo elektrifikacije in majhno težo. Čeprav obstaja dejansko veliko različnih aplikacij, večina običajno vključuje:
Zelo tanki materiali ali materiali, ki so občutljivi na vnos toplote
"Težko"materiali za varjenje, kot so aluminij, baker in jekla visoke trdnosti
Varjenje raznovrstnih materialov
Za izpolnjevanje teh zahtevnejših nalog morajo imeti laserji dve primarni funkciji. Prvi je imeti dovolj moči za podporo potrebne produktivnosti. Pri debelejših delih je potrebna tudi velika moč za doseganje zadostne globine vboda. Drugi je možnost natančnega nadzora porazdelitve moči laserja po delovni površini – tako prostorsko kot časovno.
Moč in natančen nadzor
Coherent GROHE je razvil optični laser z nastavljivim načinom zvonjenja (ARM), ki je zasnovan za zagotavljanje moči in natančnosti nadzora. Da bi to dosegel, ARM uporablja izhod z dvojnim žarkom - ustvari središčno točko, obdano z drugim koncentričnim laserskim obročem. Moč jedrnega obroča je mogoče neodvisno nadzorovati in pulzirati.
Serija laserskih vlaken Coherent HighLight FL-ARM zagotavlja skupno moč do 10kW, raven moči, ki je več kot zadostna za vse aplikacije z visoko zmogljivostjo. Pravzaprav večina visoko natančnih in zahtevnih izdelkov običajno porabi manj kot polovico te ravni moči. Zato lahko laserji Coherent ARM zagotovijo zadostno lasersko moč, ki je natančno usmerjena na mesto varjenja, kadar je to potrebno.
Varjenje bakra je primer, kako to deluje. Nekateri proizvajalci so se za varjenje bakra obrnili na zelene laserje, ker jih baker lažje absorbira kot infrardečo svetlobo laserjev z vlakni. Vendar pa je ta postopek mogoče izvesti le pri sobni temperaturi. Ko je baker segret, zelo dobro absorbira infrardečo svetlobo, in ko je tu ključavnica, postane sposobnost bakra, da absorbira rdečo svetlobo, močnejša.
Ko začnete variti baker z laserjem ARM, je torej prvi korak segrevanje materiala le z obročasto svetlobo, dokler se ne stopi. Nato sredinski žarek visoke moči ustvari ključavnico. Vendar pa se med postopkom varjenja nekaj moči zadrži v obročnem nosilcu, ker to stabilizira ključavnico, kar zmanjša brizganje in povzroči stabilen zvar. Ko žarek doseže konec zvara, se moč obroča popolnoma izklopi in moč jedra gladko upade, da se ustvari čist, enakomeren konec.
Ta postopek ponuja podobne prednosti tudi pri varjenju drugih zahtevnih materialov, kot sta aluminij in pocinkana pločevina. Poleg tega omogočavisoko natančno varjenjeiz tankih ali toplotno občutljivih materialov.
Plastni nadzor
Nekateri proizvajalci laserjev z vlakni, kot soKoherentnoARM poudarja, da njihovi izdelki omogočajo porazdelitev 100 % celotne moči med jedrnimi obroči, kot da bi bila to prednost.
Ampak temu ni tako. Celotna prednost laserjev ARM je v tem, da se z delitvijo moči med jedrom in obročem vhodna toplota vodi v ustrezen obdelovanec na način, ki daje boljše rezultate kot en sam žarek, kot v primeru varjenja bakra, opisanem prej. V nasprotnem primeru, zakaj ne bi preprosto uporabili standardnega enožarkovnega (in cenejšega) laserja z vlakni?
Imeli so tudi pomisleke, da Coherentova struktura ARM ni dovolj "fleksibilna".
Pri izdelavi sistema je potrebno nastaviti število modulov, ki se napajajo v jedrni obroč. Zato je mogoče 8 kW laser ARM, zgrajen s štirimi 2 kW moduli, konfigurirati s tremi različnimi največjimi razmerji moči jedro/obroč. To so 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW ali 2 kW/6 kW. Poleg tega največje moči jedra/obroča ni mogoče naknadno spremeniti in se zato šteje za "nefleksibilno".
Vendar pa konfiguracija za kateri koli dani laser stranke temelji na preskusih procesa, izvedenih pred nakupom laserja. Ti določajo moč in razmerja moči med jedrom in jedrom, potrebna za množično proizvodnjo. Poleg tega je zagotovljeno dovolj veliko procesno okno za podporo prilagajanja proizvodnim nestabilnostim (npr. variacije surovin med serijami, napake pri vpenjanju itd.).
