Laser Welding vs. Traditional Welding: A Head-to-Head Comparison

Van prachtige bruggen tot ingewikkelde elektronische componenten, lastechnologie is alomtegenwoordig. Met de voortdurende vooruitgang van de technologie worden ook de lasmethoden voortdurend vernieuwd. Laserlassen, een opkomende lastechnologie met laserstraal met hoge energie, heeft geleidelijk aan zijn intrede gedaan op verschillende gebieden vanwege de hoge precisie, hoge efficiëntie en lage vervorming en vormt daarmee een belangrijke uitdaging voor traditionele lasmethoden.

Dit artikel bespreekt de vergelijking tussen laserlassen en traditionele lasmethoden en geeft een gedetailleerde uitleg vanuit verschillende perspectieven, zoals werkingsprincipes, voor- en nadelen en toepassingsgebieden. Hierdoor krijg je een beter inzicht in de voordelen en beperkingen van laserlassen en andere lasmethoden en een referentie voor het selecteren van de juiste lasmethode voor verschillende industrieën.

Hoe werkt laserlassen?

Laserlassen gebruikt een laser als warmtebron om materialen te verhitten, waardoor ze smelten en aan elkaar worden bevestigd. Door de uitstekende monochromaticiteit en richtingsgevoeligheid van de laser kan deze eenvoudig worden gericht op een zeer fijne plek met een extreem hoge energiedichtheid binnen de plek. Het belangrijkste kenmerk van laserlassen is dan ook de hoge diepte-breedteverhouding van de lasnaad.

Laserlassen kan worden uitgevoerd in de atmosfeer en soms wordt beschermgas gebruikt op basis van de verwerkingsvereisten. Lasers kunnen materialen met een hoog smeltpunt lassen en kunnen in sommige gevallen ongelijksoortige materialen lassen.

Met de ontwikkeling van industriële lasers, besturingstechnologie en bewerkingsmachines worden fiberlaserlasapparaten steeds kleiner, compacter, efficiënter, duurzamer en betrouwbaarder. Ze zijn uitgerust met computers, draaibare lenzen, meerkanaals bundelsplitsing en vezeltransmissie om de operationele flexibiliteit en automatiseringsniveaus te verhogen.

Voordelen van laserlassen

Korte bestralingstijd van de laser en extreem snel lasproces

Dit verbetert niet alleen de productiviteit, maar voorkomt ook dat het gelaste materiaal gemakkelijk oxideert. De warmte-beïnvloede zone is klein, waardoor het geschikt is voor het lassen van zeer warmtegevoelige transistorcomponenten. Laserlassen produceert geen slak en vereist geen verwijdering van oxidehuid van het werkstuk. Het kan zelfs door glas lassen, waardoor het met name geschikt voor lassen in miniatuur precisie-instrumenten.

Lassen van ongelijke materialen

Lasers kunnen niet alleen dezelfde soort metalen lassen, maar ook ongelijke metalen en zelfs metalen en niet-metalen materialen. Het gebruik van keramiek als basis voor geïntegreerde schakelingen is bijvoorbeeld een uitdaging met andere lasmethoden vanwege het hoge smeltpunt van keramiek en het feit dat het niet raadzaam is om druk uit te oefenen. Laserlassen maakt dit echter relatief eenvoudig. Natuurlijk kan laserlassen niet alle ongelijke materialen lassen.

Hoog mate van automatisering

Laserlassen is eenvoudig te automatiseren en intelligent te besturen. Met behulp van CNC-systemen en robottechnologie kunnen zeer nauwkeurige en efficiënte lasprocessen worden gerealiseerd, waardoor handmatige interventie wordt verminderd, de productiviteit wordt verbeterd en de arbeidskosten worden verlaagd.

Wat zijn de gebruikelijke lasmethoden? Wat zijn de verschillen ertussen?

Inzicht in de werkingsprincipes en kenmerken van traditionele lasmethoden helpt bij het begrijpen van de verschillen tussen laserlassen en andere lasmethoden, waardoor duidelijk wordt welke lasmethode geschikt is voor jouw behoeften.

Booglassen

Booglassen maakt gebruik van de intense elektrische boog die wordt opgewekt tussen een elektrode en een metalen werkstuk als warmtebron. Door de hoge temperatuur van de boog smelten de elektrode en het metalen werkstuk plaatselijk. Het toevoegmetaal in de elektrode smelt ook en komt in het smeltbad terecht. Nadat het smeltbad is afgekoeld en gestold, het vormt een lasnaad die de elektrode en het werkstuk verbindt.

Er zijn vele soorten booglassen, waaronder SMAW (Shielded Metal Arc Welding), MIG-lassen (Metal Inert Gas Welding), TIG-lassen (Tungsten Inert Gas Welding), plasmabooglassen en onder poederdek lassen.

Laserlassen vs Booglassen

Laserlassen maakt gebruik van een laserstraal met hoge energiedichtheid als warmtebron, terwijl booglassen gebruik maakt van de elektrische boog die wordt opgewekt tussen de elektrode en het werkstuk. De energie van de laserstraal is geconcentreerd, wat resulteert in een lage warmte-inbreng, een smalle warmte-beïnvloede zone en minimale lasvervorming, waardoor het geschikt is voor precisielassen. lassen en het lassen van dunne platen. Booglassen daarentegen heeft een hoge warmte-inbreng, een van nature bredere warmte-beïnvloede zone en een grotere lasvervorming, waardoor het geschikt is voor het lassen van grote constructiedelen.
Laserlassen gaat veel sneller lassen snelheid dan booglassen, met een hogere precisie en laskwaliteit. Laserlassen is een contactloos lasproces waarvoor geen toevoegmateriaal nodig is en het lasproces is dampvrij en eenvoudig te automatiseren. Booglassen vereist toevoegmetaal en het lasproces genereert rook en boogstraling, waardoor sommige milieuvervuiling en een lagere automatiseringsgraad.
De kosten van laserlasapparatuur zijn relatief hoog, waardoor de toepassing op bepaalde gebieden beperkt is. Apparatuur voor booglassen is goedkoop en eenvoudig te bedienen, waardoor het geschikt is voor situaties waarin geen hoge eisen worden gesteld aan de laskwaliteit en precisie en de structuren eenvoudig zijn.

Solderen

Hardsolderen is een proces waarbij werkstukken worden verbonden met behulp van een toevoegmetaal met een lager smeltpunt dan de basismaterialen. Hierbij worden de werkstukken en het toevoegmetaal verhit tot een temperatuur boven het smeltpunt van het toevoegmetaal maar onder het smeltpunt van de basismaterialen. Het gesmolten toevoegmetaal stroomt in de voegspleet door capillaire werking, maakt de oppervlakken van het basismateriaal nat en ondergaat atomaire diffusie. Na afkoeling en stolling vormt het een gesoldeerde verbinding die de werkstukken verbindt.

Laserlassen vs. hardsolderen

Laserlassen maakt gebruik van een laserstraal met hoge energiedichtheid om het werkstuk plaatselijk te smelten, waarbij een smeltbad wordt gevormd dat na afkoeling stolt om een verbinding te maken. Bij hardsolderen daarentegen wordt een toevoegmetaal gebruikt met een lager smeltpunt dan de basismaterialen. Het wordt verwarmd tot het smeltpunt en vult de verbindingsspleet door capillaire werking en stolt na afkoeling om een verbinding te vormen. Daarom is er bij laserlassen sprake van direct smelten en versmelten van de basismaterialen, wat resulteert in een hoge verbindingssterkte die dicht bij de sterkte van de basismaterialen ligt. De verbindingssterkte van hardsolderen is daarentegen relatief lager en wordt beperkt door de sterkte van het toevoegmetaal.
Laserlassen is geschikt voor verschillende metalen en sommige niet-metalen, vooral voor metalen met een hoog smeltpunt en vuurvaste metalen. Solderen is geschikt voor een verscheidenheid aan metalen materialen, vooral voor het verbinden van ongelijksoortige metalen, dunne platen en precisieonderdelen.
Laserlassen wordt veel gebruikt in de auto-industrie, luchtvaart, elektronica, medische apparatuur en andere gebieden waar een hoge laskwaliteit en precisie vereist zijn. Solderen is op grote schaal gebruikt in koeling, airconditioning, instrumentatie, juwelen en andere gebieden waar geen hoge eisen worden gesteld aan de sterkte van de verbindingen, maar wel een goede afdichting en elektrische/thermische geleiding nodig zijn.

Elektronenbundellassen (EBW)

Lassen met elektronenbundels wordt uitgevoerd in een hoog vacuüm. Een elektronenkanon zendt een elektronenbundel uit, wat is versneld door hoogspanning en gefocusseerd door elektromagnetische lenzen. De bundel bombardeert het werkstukoppervlak en zet kinetische energie om in thermische energie, waardoor het werkstuk naar plaatselijk smelten en lassen bereiken.

Laserlassen vs EBW

Laserlassen maakt gebruik van een laserstraal als energiebron en kan worden uitgevoerd in de atmosfeer of in een omgeving met beschermgas. EBW maakt gebruik van een versnelde elektronenbundel in een hoogvacuümomgeving en moet worden uitgevoerd in een vacuümkamer. Dit geeft laserlassen een voordeel in operationele flexibiliteit, terwijl EBW hogere eisen stelt aan apparatuur en de bedrijfsomgeving.
De energiedichtheid van EBW is over het algemeen hoger dan die van laserlassen, waardoor een diepere penetratie en smallere lasnaden mogelijk zijn, waardoor het bijzonder geschikt is voor het lassen van dikke platen en het verbinden van materialen met een hoog smeltpunt. Laserlassen heeft een relatief lagere energiedichtheid, maar de bundel is eenvoudig te controleren en te focussen, waardoor het geschikt is voor precisielassen en het verbinden van complex gevormde onderdelen.
Door de hoge energiedichtheid is de warmte-beïnvloede zone van EBW kleiner dan die van laserlassen, waardoor lasvervorming en restspanning worden verminderd. Dit is vooral belangrijk voor het lassen van warmtegevoelige materialen en precisieonderdelen.
EBW is geschikt voor het lassen van materialen met een hoog smeltpunt, hoge sterkte en gemakkelijke oxidatie, zoals titanium. legeringen en legeringen met hoge temperaturen. Laserlassen heeft een breder toepassingsgebied, waaronder verschillende metalen en sommige niet-metalen.
EBW-apparatuur is duurder en vereist een vacuümsysteem en andere hulpapparatuur, terwijl laserlasapparatuur relatief goedkoper is. Daarom wordt EBW voornamelijk gebruikt in de ruimtevaart, nucleaire industrie, precisie-instrumenten en andere gebieden met extreem hoge eisen aan de laskwaliteit. Laserlassen heeft een breder toepassingsgebied, waaronder de automobiel-, elektronica-, medische en andere industrieën.

Micro-lassen

Microlassen is een precisieverbindingstechniek die gebruik maakt van een warmtebron met hoge energiedichtheid om verbindingen op microscopische schaal te maken. Het werkingsprincipe bestaat meestal uit het focussen van de hittebron (zoals een laserstraal, vlamboog of elektronenbundel) in een puntgrootte van micrometers of submillimeters, waarbij het lokale gebied van het werkstuk snel smelt om een materiaalverbinding tot stand te brengen.

Laserlassen vs Micro-lassen

Microlassen wordt voornamelijk gebruikt voor het verbinden van miniatuuronderdelen en microstructuren, meestal met afmetingen in het micrometer- of submicrometerbereik. Laserlassen heeft een breder toepassingsgebied en kan worden gebruikt voor het lassen van miniatuuronderdelen tot grote structuren.
Microlassen heeft meestal een hogere lassnelheid, geschikt voor massaproductie. Laserlassen is ook snel, maar voor het lassen van miniatuuronderdelen kan microlassen efficiënter zijn.
Zowel microlassen als laserlassen zijn geschikt voor een verscheidenheid aan metalen en sommige niet-metalen materialen. Microlassen kan echter voordeliger zijn voor het verbinden van sommige speciale materialen (zoals biomaterialen en elektronische componenten) vanwege de kleine warmte-beïnvloede zone, waardoor schade aan materiaaleigenschappen kan worden voorkomen.

Weerstandslassen

Weerstandslassen maakt gebruik van de weerstandswarmte die wordt opgewekt door de doorgang van de huidige door de contactoppervlakken en aangrenzende gebieden van de werkstukken als warmtebron. Onder druk veroorzaakt het plaatselijk smelten van de werkstukken om een verbinding tot stand te brengen. De belangrijkste soorten weerstandlassen zijn puntlassen, naadlassen, projectielassen, stomplassen, vlamplassen en hoogfrequent lassen.

Laserlassen vs weerstandlassen

Laserlassen maakt gebruik van een laserstraal met hoge energiedichtheid als warmtebron, waardoor contactloos lassen mogelijk is. Weerstandslassen daarentegen vertrouwt op de weerstandswarmte die wordt opgewekt door de doorgang van de huidige door het werkstuk heen, waarbij direct contact met het werkstuk nodig is. Daarom is laserlassen geschikt voor complex gevormde en moeilijk bereikbare werkstukken, terwijl weerstandlassen meer geschikt is voor eenvoudig gevormde werkstukken zoals overlapverbindingen en stuikverbindingen.
Laserlassen biedt nauwkeurige controle over de warmte-inbreng, wat resulteert in een kleine warmte-beïnvloede zone en minimale lasvervorming. Dit maakt het geschikt voor precisielassen en het lassen van warmtegevoelige materialen. Weerstandslassen daarentegen heeft een relatief hogere warmte-inbreng, een bredere warmte beïnvloede zone en grotere lasvervorming, waardoor het geschikt is voor situaties waarin lasvervorming geen groot probleem is.
Laserlassen heeft een snellere lassnelheid en een hoger rendement, waardoor het geschikt is voor massaproductie. Weerstandslassen heeft een relatief lagere lassnelheid en is meer geschikt voor kleine en middelgrote series. Apparatuur voor laserlassen is duurder en vereist professionele operators, terwijl apparatuur voor weerstandlassen goedkoper is, eenvoudig te bedienen en gemakkelijk te automatiseren.
Laserlassen is geschikt voor het lassen van een verscheidenheid aan metalen en sommige niet-metalen materialen, met een breed scala aan toepassingen, waaronder de automobiel-, luchtvaart-, elektronica- en medische industrie. Weerstandslassen is voornamelijk geschikt voor elektrisch geleidende metalen materialen, zoals staal en aluminium, en wordt veel gebruikt in de auto-industrie, huishoudelijke apparaten en de bouw.

Hoe kies je de juiste lasmethode?

Lassen, als onmisbare verbindingstechnologie, speelt een cruciale rol in verschillende industrieën. Met de grote verscheidenheid aan lasmethoden die op de markt verkrijgbaar zijn, is het kiezen van de meest geschikte lastechnologie voor de behoeften van uw bedrijfstak voor veel bedrijven echter een uitdaging geworden. Vervolgens zullen we onderzoeken hoe u kies de meest geschikte lasmethode voor uw branche vanuit meerdere perspectieven.

Werkstukmateriaal en -dikte

Verschillende lasmethoden zijn geschikt voor verschillende materialen en diktes. Laserlassen is bijvoorbeeld geschikt voor verschillende metalen en sommige niet-metalen en blinkt vooral uit in het lassen van dunne platen. Booglassen daarentegen is geschikter voor het lassen van dikke platen en grote constructiedelen. Daarom moet bij het kiezen van een lasmethode in de eerste plaats rekening worden gehouden met het type en de dikte van het werkstukmateriaal.

Laskwaliteit en precisievereisten evalueren

Verschillende industrieën stellen verschillende eisen aan de laskwaliteit en -precisie. Industrieën zoals lucht- en ruimtevaart en medische apparatuur stellen bijvoorbeeld extreem hoge eisen aan de laskwaliteit en precisie, waardoor laserlassen en elektronenbundellassen ideale keuzes zijn. Aan de andere kant hebben industrieën zoals de bouw en bruggenbouw relatief lagere eisen aan laskwaliteit en precisie, en traditionele lasmethoden zoals booglassen en weerstandlassen kunnen ook aan hun behoeften voldoen.

Focus op productie-efficiëntie en kosten

Bij de keuze van de lasmethode moet ook rekening worden gehouden met productie-efficiëntie en kosten. Sterk geautomatiseerd lassen methoden zoals laserlassen en elektronenbundellassen hebben weliswaar hogere materiaalkosten, maar bieden een hoge productie-efficiëntie en zijn geschikt voor massaproductie. Traditionele lasmethoden zoals booglassen en weerstandlassen hebben lagere materiaalkosten maar een relatief lagere productie-efficiëntie, waardoor ze geschikt voor kleine en middelgrote batchproductie of lassen op locatie.

Houd rekening met omgevingsfactoren en veiligheid

Sommige lasmethoden genereren rook, schadelijke gassen of straling tijdens het lasproces, wat gevolgen kan hebben voor het milieu en de gezondheid van de operators. Daarom moet bij het kiezen van een lasmethode ook rekening worden gehouden met milieufactoren en veiligheid. Laserlassen en elektronenbundellassen zijn relatief milieuvriendelijk, terwijl booglassen aandacht vereist voor beschermende maatregelen.

Professioneel advies inwinnen

Als u niet bekend met lastechnologie of het moeilijk vindt om de meest geschikte lasmethode voor uw bedrijfstak te bepalen, kunt u professioneel advies inwinnen. Je kunt gedetailleerde gesprekken voeren met leveranciers van lasmachines om meer te weten te komen over lasexpertise en je door hen laten adviseren en suggesties laten doen. U kunt ook navraag doen bij vrienden die lasapparaten hebben gekocht over hun gebruikservaring.

Selectie van fiberlaserlasers

Er zijn verschillende soorten fiberlaserlasapparaten op de markt, zoals handlaserlasapparaten, tafellaserlasapparaten en automatische robotlaserlasapparaten. Hieronder volgt een inleiding tot de verschillende soorten fiberlaserlasapparaten, waaruit je kunt kiezen op basis van je behoeften.

Conclusie

Door de vergelijkende analyse van laserlassen en traditioneel lassen in dit artikel kunnen we de toepassingskenmerken van verschillende lasmethoden op verschillende gebieden bekijken. Bij het kiezen van een lasmethode moeten we moeten factoren zoals het materiaal van het werkstuk, lasvereisten, productie-efficiëntie en kosten uitgebreid in overweging nemen en de voor- en nadelen van laserlassen en traditionele lasmethoden afwegen om de meest geschikte lastechnologie voor onze specifieke behoeften te selecteren.

Met de voortdurende ontwikkeling van lasertechnologie en kostenreductie zullen de toepassingsmogelijkheden van laserlassen nog breder worden. Er wordt verwacht dat laserlassen zijn unieke voordelen op meer gebieden zal benutten en de vooruitgang van de lastechnologie zal stimuleren.

Laserlassen versus traditioneel lassen: Een vergelijking van kop tot teen