Lasery włóknowe są obecnie szeroko stosowane do spawania bardzo szerokiego zakresu elementów o zwiększonej grubości. Długość fali bliskiej podczerwieni 1070 nm ma zdecydowaną przewagę nad dotychczasową technologią laserową CO2. Przewaga ta wynika z większej absorpcji metali dla tej długości fali. Dotyczy to w szczególności metali o wysokiej refleksyjności, takich jak aluminium i miedź. W przypadku tych metali lasery włóknowe wysokiej mocy mogą być używane do spawania materiałów do 15 mm. Takie grubości materiałów nie były wcześniej spawane przy wykorzystaniu innych technologii laserowych.
Spawanie z oczkiem – keyhole
Użycie laserów o dużej mocy średniej i małych rozmiarach plamki do spawania grubszych elementów wymaga zastosowania techniki spawania z oczkiem. Oczko spoiny, wytwarzane przez laser, bardzo skutecznie zwiększa absorpcję wiązki lasera w złączu. Prowadząc do głębokiego wtopienia, co pozwala na uzyskanie wysokiej jakości spoin przy dużych prędkościach. Wysoka gęstość mocy laserów włóknowych umożliwia stosowanie dużych odległości ogniskowania, dzięki czemu możliwe jest spawanie metodą z oczkiem. Oznacza to mniejszą wrażliwość na zmianę odległości ogniskowej, co zdecydowanie ułatwia uzyskiwanie spoin wysokiej jakości. Inne przykłady spawania laserowego elementów o większych grubościach obejmują spawanie elementów układów przeniesienia napędu. Kolejnymi przykładami mogą być spawanie z głębokim wtopieniem kształtowników dla przemysłu stoczniowego oraz rurociągów.
Spawanie laserowe jest idealnym rozwiązaniem do łączenia metali, które wymagają:
- Stosunkowo dużej prędkości obróbki,
- Ograniczenia ilości dostarczanej energii,
- Wąskiej strefy wpływu ciepła (SWC),
- Minimalnych odkształceń.
Wysoka jakość wiązki laserów włóknowych w połączeniu z pełną gamą mocy wyjściowych oferuje szeroki zakres mechanizmów spawania laserowego. Od spawania metodą z oczkiem po metodę spawania kondukcyjnego. Lasery włóknowe CW o mocy do 1kW stosowane są do spawania cienkich blach do 1,5 mm z bardzo dużą prędkością.
Lasery włóknowe CW mogą być ogniskowane na małych obszarach za pomocą układów galwo i soczewek o długiej ogniskowej. Soczewki te umożliwiają zdalne (skanujące) spawanie laserowe. Istnieje wiele zalet stosowania dłuższych odległości ogniskowych, ponieważ znacznie zwiększa to obszar pracy. Na przykład stanowiska spawalnicze do spawania skanującego wyposażone w lasery światłowodowe mogą spawać kompletne panele drzwi. Przy wykorzystaniu robota przemysłowego można wykonać spoiny zakładkowe oraz liniowe na całym nadwoziu samochodowym. Inne przykłady to zgrzewanie hermetyczne obudów akumulatorów i wykonywanie spoin uszczelniających.
Unikalne lasery włóknowe IPG z modulacją Quasi-CW oferują możliwość spawania laserowego impulsowego z wysoką szczytową i niską średnią mocą. Znajdują one zastosowanie w aplikacjach wymagających ograniczenia doprowadzenia energii. Transmisja mocy przy wykorzystaniu światłowodu umożliwia łatwą integrację z tradycyjnymi głowicami procesowymi lub głowicami wyposażonymi w układ galwo. W typowych zastosowaniach spawania punktowego można stosować bezpośredni układ optyczny do spawania urządzeń medycznych, takich jak rozruszniki serca. Systemy dostarczania wiązki na bazie układów galwo mogą być również stosowane do szybkiego zgrzewania. Zgrzewanie obejmuj np. punktowe obudów telefonów i urządzeń elektronicznych, żyletek lub części samochodowych.
Przykładowe systemy do spawania laserowego
