Kiudlaserite kasutamine autotööstuses on olnud väga edukas ning neid on kasutatud paljudes keevitus- ja lõikamisrakendustes, sealhulgas valge kere, vedrustuse komponentide, jõuülekandesõlmede ja muu puhul. See ei tohiks olla üllatus. Kiudlaserid pakuvad enamiku varem kasutatud tehnoloogiate (laser ja mittelaser) ees mitmeid eeliseid.
Autotööstus jääb aga oluliseks innovatsiooniallikaks. Kuigi suure võimsusega kiudlasereid on autotööstuses juba mõnda aega edukalt kasutatud, vajavad tänapäeval kõige keerukamad keevitusprotsessid elektrifitseerimise ja kerge kaalu toetamiseks enamat kui lihtsalt võimsust. Kuigi tegelikult on palju erinevaid rakendusi, hõlmab enamik neist tavaliselt:
Väga õhukesed materjalid või materjalid, mis on tundlikud soojuse sisendile
"Raske"keevitamiseks kasutatavad materjalid, nagu alumiinium, vask ja kõrgtugevad terased
Erinevate materjalide keevitamine
Nende keerukamate ülesannete täitmiseks peab laseritel olema kaks peamist funktsiooni. Esimene on piisava võimsuse olemasolu vajaliku tootlikkuse toetamiseks. Paksemate osade puhul on piisava läbitungimissügavuse saavutamiseks vajalik ka suur võimsus. Teine on võimalus täpselt juhtida laseri võimsuse jaotust üle tööpinna – nii ruumiliselt kui ka ajaliselt.
Võimsus ja täpsuskontroll
Coherent GROHE on välja töötanud reguleeritava helinarežiimi (ARM) fiiberlaseri, mis on loodud võimsuse ja juhtimise täpsuse tagamiseks. Selle saavutamiseks kasutab ARM kahekiirelist väljundit – see tekitab teise kontsentrilise laserrõngaga ümbritsetud keskpunkti. Südamiku rõnga võimsust saab sõltumatult juhtida ja pulseerida.
Kiudlaserite seeria Coherent HighLight FL-ARM annab kuni 10 kW koguvõimsust, mis on enam kui piisav kõigi suure läbilaskevõimega rakenduste jaoks. Tegelikult kasutavad enamik ülitäpseid ja nõudlikke tooteid tavaliselt vähem kui poole sellest võimsustasemest. Seetõttu on Coherent ARM laserid võimelised andma piisava laservõimsuse, mis on vajadusel täpselt suunatud keevitusasendisse.
Vase keevitamine on selle toimimise näide. Mõned tootjad on vase keevitamiseks kasutanud rohelisi lasereid, kuna vask neelab neid kergemini kui kiudlaserite infrapunavalgus. Seda protsessi saab aga toota ainult toatemperatuuril. Kui vask on kuumutatud, neelab see infrapunavalgust väga hästi ja kui lukuauk on olemas, muutub vase võime punast valgust neelata tugevamaks.
Seetõttu tuleb ARM-laseriga vaske keevitama asudes esimese sammuna soojendada materjali ainult rõngasvalgusega kuni selle sulamiseni. Järgmisena loob võtmeaugu suure võimsusega kesktala. Kuid keevitamise ajal hoitakse osa võimsusest rõngastalas, kuna see stabiliseerib võtmeauku, mis vähendab pritsmeid ja annab stabiilse keevisõmbluse. Kui tala jõuab keevisõmbluse lõppu, lülitub rõnga võimsus täielikult välja ja südamiku võimsus langeb sujuvalt, et luua puhas ja ühtlane ots.
See protsess pakub sarnaseid eeliseid ka muude nõudlike materjalide, näiteks alumiiniumi ja tsingitud lehtmetalli keevitamisel. Lisaks võimaldab seeülitäpne keevitamineõhukestest või kuumustundlikest materjalidest.
Pülemine juhtimine
Mõned kiudlaserite tootjad naguSidusARM juhib tähelepanu sellele, et nende tooted võimaldavad 100% kogu võimsusest südamikurõngaste vahel jaotada, nagu oleks see eelis.
Aga see pole nii. ARM laserite kogu eelis seisneb selles, et jagades võimsuse südamiku ja rõnga vahel, juhitakse sissetulev soojus vastavasse toorikusse viisil, mis annab parema tulemuse kui ühe kiirega, nagu eelnevalt kirjeldatud vase keevitamise näites. Miks mitte muidu kasutada tavalist ühekiirelist (ja odavamat) kiudlaserit?
Samuti tundsid nad muret, et Coherendi ARM-struktuur ei olnud piisavalt "paindlik".
Süsteemi valmistamisel on vaja määrata südamikurõngasse sisenevate moodulite arv. Seetõttu saab nelja 2 kW mooduliga ehitatud 8 kW ARM-laserit konfigureerida kolme erineva maksimaalse südamiku/rõnga võimsussuhtega. Need on 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW või 2 kW/6 kW. Lisaks ei saa maksimaalset südamiku/rõnga võimsust hiljem muuta ja seetõttu peetakse seda "paindumatuks".
Iga kliendi laseri konfiguratsioon põhineb aga enne laseri ostmist tehtud protsessitestidel. Need määravad ära mahutootmiseks vajaliku võimsuse ja südamiku ja tuuma võimsuse suhte. Lisaks on ette nähtud piisavalt suur protsessiaken, et toetada kohanemist tootmise ebastabiilsustega (nt tooraine partiide lõikes, kinnitusvead jne).
