Krótka analiza rynku obróbki laserowej materiałów miedzianych
Obróbka laserowa opiera się na interakcji między energią cieplną emitowaną przez wiązkę a materiałem w celu uzyskania natychmiastowego odparowania, rozkładu, stopienia lub modyfikacji materiałów w celu osiągnięcia pożądanych wymagań dotyczących obróbki przedmiotu obrabianego, co nazywa się wytwarzaniem laserowym lub obróbką laserową. Obecnie obróbka laserowa szybko rozprzestrzenia się w naszym kraju i przeniknęła na linie produkcyjne setek gałęzi przemysłu.
Udowodniono, że obróbka laserowa jest najłatwiejsza i najbardziej odpowiednia do stosowania na materiałach metalowych. Według przybliżonych statystyk obróbka materiałów metalowych stanowi ponad 85% wszystkich zastosowań obróbki laserowej na świecie. Jednak obecnie w obróbce metali większość stanowi zwykła obróbka materiałów stalowych, a zakres zastosowań materiałów stalowych jest niewątpliwie największy, zwłaszcza stali nierdzewnej i stali stopowej, które są stosowane we wszystkich aspektach życia. Jednak zastosowanie lasera w innych materiałach metalowych, takich jak miedź, aluminium i inne metale nieżelazne, jest nadal bardzo małe. Stopy miedzi i aluminium są pierwszymi podstawowymi materiałami dla wielu produktów przemysłowych. Mają doskonałą przewodność elektryczną, przenoszenie ciepła i odporność. Odporność na korozję i zużycie. Stop aluminium ma wysoką wytrzymałość i jest dobrym materiałem do zmniejszania ciężaru, ale w tym artykule skupiono się na materiałach miedzianych.
1. Cięcie laserowe i spawanie miedzi
Miedź zawsze była materiałem metalicznym o dużej wartości. Zwłaszcza od tego roku ceny międzynarodowych kontraktów terminowych na masową stal, tworzywa sztuczne, miedź, aluminium, tekturę itp. znacznie wzrosły. Typowe materiały miedziowe obejmują czystą miedź, mosiądz, miedź czerwoną i inne typy. Kształty materiałów obejmują pręty, druty, płyty, paski, paski, rurki, folie itp. W rzeczywistości miedź jest starożytnym metalem. W czasach nowożytnych odkryto wiele cennych brązów sprzed tysięcy lat. Dlatego doskonalenie jakości wykonania i przetwarzania materiałów miedzianych jest bardzo ważnym zadaniem. Bardzo obiecującą opcją będzie laserowa obróbka materiałów miedzianych.
obraz.png
Do cięcia laserowego najlepiej nadają się płyty miedziane, blachy miedziane i rury miedziane. Miedź jest jednak materiałem silnie odblaskowym. W starożytności do produkcji luster używano także blach miedzianych, które charakteryzowały się niską absorpcją wiązek laserowych. W wielu przypadkach jest to mniej niż 30%, co odpowiada 70% odbitego lasera, co nie tylko powoduje straty energii, ale odbite światło może również łatwo spowodować uszkodzenie głowicy przetwarzającej, soczewki, lasera i inne komponenty. Dlatego miedź była przez długi czas głównym wyzwaniem w cięciu laserowym.
Maszyny do cięcia laserem CO2 mogą dobrze ciąć grube materiały, a także miedź, ale blacha miedziana musi być pokryta warstwą grafitu w sprayu lub tlenku magnezu, aby zapobiec uszkodzeniu sprzętu przez odbicia światła. Szybkość absorpcji miedzi w wiązkach lasera światłowodowego jest bardzo niska, ale producenci wdrożyli urządzenia izolacyjne w projektowaniu struktury produktu. Firma nLight jako pierwsza wprowadziła na rynek laser światłowodowy odporny na materiały silnie odblaskowe. Później krajowi producenci, tacy jak Zhongke Guanghui i Fibo All, wprowadzili na rynek lasery światłowodowe odporne na wysokie odbicie. Niektóre firmy produkujące głowice tnące zaprojektowały również światło antyrefleksyjne do głowic obróbczych, co otworzyło rynek dla laserów światłowodowych do zastosowań związanych z cięciem blachy miedzianej. Obecnie stwierdzono, że do cięcia blach miedzianych o grubości 10 mm można używać mocy 3 kW.
W porównaniu z cięciem spawanie laserowe materiałów miedzianych jest trudniejsze. Spawanie wymaga stopienia materiału podstawowego, co zwykle skutkuje większą mocą lub dłuższym czasem powrotu światła niż cięcie. Absorpcyjność miedzi wzrasta wraz ze spadkiem długości fali, co oznacza, że lasery w paśmie widzialnym (na przykład lasery zielone o długości fali 532 nm) będą miały znaczne zalety podczas spawania miedzi. Zielone lasery są bardziej popularne za granicą do spawania miedzi. materiałów, ale zielone lasery podlegają ograniczeniom mocy. Zagraniczna firma TRUMPF wyprodukowała lasery o mocy zielonej na poziomie kilowatów, podczas gdy firmy krajowe mogą osiągnąć w najlepszym razie jedynie poziom 100-watów, a różnica jest oczywista.
Pojawienie się obrotowej głowicy spawalniczej sprawia, że laser światłowodowy nadaje się do spawania materiałów miedzianych. Dojrzałość mocy, zastosowania i dopasowania lasera światłowodowego zapewnia gwarancję spawania materiałów miedzianych. Lasery światłowodowe o mocy tysiąca watów zwiększają przestrzeń do zastosowań związanych ze spawaniem materiałów miedzianych. W ciągu ostatnich dwóch lat w kraju zaczęto produkować lasery półprzewodnikowe emitujące światło niebieskie, co jest również korzystne w przypadku spawania miedzi. Długość fali laserów emitujących światło niebieskie wynosi około 400-460nm, a współczynnik absorpcji przez materiały miedziane może sięgać 70%. Obecnie stosuje się blachy miedziane, które pierwotnie były spawane laserami światłowodowymi o mocy 3 kW. Wystarczający może być niebieski laser o mocy 1,5 kW.
2. Materiały miedziowe są szeroko stosowane i będą napędzać popyt na obróbkę laserową
Miedź jest materiałem bardzo dobrze przewodzącym, dlatego ma wiele zastosowań w energetyce, kablach, silnikach, przełącznikach, płytkach drukowanych, kondensatorach, urządzeniach komunikacyjnych, telekomunikacyjnych stacjach bazowych itp. Miedź ma dobrą przewodność cieplną i jest szeroko stosowana w wymienniki ciepła, sprzęt chłodniczy, sprzęt AGD, rury itp. Ponadto miedź jest szeroko stosowana w przemyśle akumulatorowym. Zwłaszcza w ostatnich latach technologia spawania laserowego została stopniowo zastosowana do opakowań akumulatorów i ogniw akumulatorów zasilających. Miedź jest szeroko stosowana i konsumowana w przemyśle elektrycznym i elektronicznym, odpowiadając za ponad połowę całkowitego zużycia. Szacuje się, że wraz ze stopniowym rozwojem technologii laserowej i wykorzystaniem obróbki laserowej w komponentach związanych z materiałami miedzianymi, obróbka laserowa materiałów miedzianych przyniesie w przyszłości ponad 10 miliardów juanów zapotrzebowania na sprzęt laserowy, stając się nowym czynnikiem wzrostu punkt w branży laserowej.
