К.т.н. Скрипченко А.И. АртЛазер Институт Сварки России

Оценка перспектив применения новейших волоконных лазеров в

процессах резки, сварки и поверхностной обработки.

К.т.н.Скрипченко А.И. АртЛазерИнститут Сварки России

Новейшие волоконные лазеры концерна IPG (НТО «ИРЭ-Полюс»

Технологические преимущества волоконных лазеров

Существенно больший коэффициент поглощения волны 1.07 мкм

Большая яркость пучка BPP=1..2.5 , то есть длинные и острые перетяжки

Передача излучения к инструменту по оптическому волокну

Простота объединения с другими инструментами (то есть перспективность для разработки гибридных технологий)

Длина фокуса в зависимости от параметра BP и размера фокального пятна

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

50 100 150 200 250 300 350 400

Диаметр фокального пятна, мкм

Дл

ин

а ф

окуса,

мм

ВР=1

ВР=2

ВР=4

ВР=8

ВР=12

ВР=24

Тестирование лазера YLS-100-SM-резка тонких металлов


№ Материал Скорость резки, мм/с

Результаты

1 Оцинкованное железо 0,5 мм

Выше 15

Ширина реза на входе 0,2 мм, на выходе 0,15 мм, грат 0,3 мм.

2 Нержавеющая сталь 0,8 мм

10

15

Ширина реза на входе 0,2 мм, на выходе 0,1 мм, грат 0,6 мм.Ширина реза на входе 0,2 мм, на выходе 0,1 мм, грат 0,5 мм.

3 Углеродистая сталь 1,0 мм 5

Ширина реза на входе 0,1 мм, на выходе 0,15 мм, грат отсутствует.

4 Низкоуглеродистая сталь 1,0 мм,эмаль 0,2 мм

10Ширина реза на входе 0,25 мм, на выходе 0,15 мм, грат 0,2 мм

Тестирование лазера YLS-100-SM-резка фанеры

Тестирование лазера YLS-100-SM-АвтоВаз – Опытное производство

Тестирование лазера YLS-100-SM-АвтоВаз – Опытное производство

Скорость резки стали 08пс толщиной 1.5 мм с кислородом – 60 мм/с (3 м/мин) .

Скорость резки стали 08пс толщиной 0.9 мм с кислородом – более 70 мм/с (4 м/мин), далее скорость ограничивалась динамикой робота

ВЫВОДЫ – лазер обеспечивает увеличение скорости резки до 20% и обеспечивает до 95% задач по обрезке

ЗАДАЧИ – выполнить оптимизацию оптики и разработку новых оптических головок

Тестирование лазера YLR-2000Нижний Новгород

Резка алюминиевых сплавов

Вариоголовки с переменным фокусом для волоконных лазеров

Лазернокислородная резка

Лазерная резка – сравнение СО2 и волоконного лазера

0 1 2 3 4 5 6

Сталь углеродистая 1 мм, кислород

Сталь углеродистая 1 мм, воздух



Сталь нержавеющая 1 мм, азот

Алюминий 2 мм, воздух



Выигрыш по скорости

Углеродистая сталь - тесты

Нержавеющая сталь - тесты

Алюминиевые сплавы - тесты

Алюминиевые сплавы – характерные сечения сварных швов

• Очень высокая кинжальность, характерная для ЭЛС• Отсутствие корневых дефектов• Высокая линейная скорость процесса сварки

Гибридные способы сварки - головка для аргонодуговой сварки Alabama Laser

Гибридные способы сварки - Видиоклип процесса

Проект лазерной установки для сварки теплообменников из титана

Технологические преимущества волоконных лазеров для сварки – сравнение с СО2

Высокая яркость пучка обеспечивает повышенную плотность мощности

Возможна «удаленная» сварка Мягкая структура пучка (отсутствие резких

максимумов) может снизить вероятность корневых дефектов

Возможность быстрого переключения излучения на несколько волоконных выходов резко улучшает экономические параметры лазерной сварки

Поверхностная модификация материалов

Повышенный коэффициент поглощения на длине волны 10.7 мкм – не необходимости использовать поглощающие покрытия

Можно использовать не лазеры, а диодные источники с КПД до 50%

Доставка излучения по оптоволокну Использование стеклянной и кварцевой

оптики для формирования специальных пятен нагрева

Комплекс для термообработки чугунных изделий

Волоконный источник 5000 Вт

Мобильные системы маркировки

К.т.н. Скрипченко А.И. АртЛазер Институт Сварки России

Documents