Brugen af fiberlasere i bilproduktionen har været en stor succes, og de er blevet brugt i adskillige svejse- og skæreapplikationer, herunder body-in-white, ophængskomponenter, drivaggregater og meget mere. Dette burde ikke komme som nogen overraskelse. Fiberlasere tilbyder flere fordele i forhold til de fleste tidligere anvendte teknologier (laser og ikke-laser).
Bilindustrien er dog fortsat en vigtig kilde til innovation. Mens højeffektfiberlasere med succes har været brugt i bilproduktion i nogen tid, kræver de mest sofistikerede svejseprocesser i dag mere end bare strøm for at understøtte elektrificering og letvægt. Selvom der faktisk er mange forskellige applikationer, involverer de fleste af dem normalt:
Meget tynde materialer eller materialer, der er følsomme over for varmetilførsel
"Svært"materialer til svejsning, såsom aluminium, kobber og højstyrkestål
Svejsning af uens materialer
For at udføre disse mere udfordrende opgaver skal lasere have to primære funktioner. Den første er at have nok strøm til at understøtte den nødvendige produktivitet. Ved tykkere dele kræves der også høj effekt for at opnå tilstrækkelig indtrængningsdybde. Den anden er evnen til præcist at kontrollere, hvordan laserkraften fordeles over arbejdsfladen - både rumligt og tidsmæssigt.
Styring af kraft og præcision
Coherent GROHE har udviklet den justerbare ringtilstand (ARM) fiberlaser, designet til at give strøm og kontrolnøjagtighed. For at opnå dette anvender ARM en dobbeltstråleudgang - den producerer et centerpunkt omgivet af en anden koncentrisk laserring. Kerneringens effekt kan styres uafhængigt og pulseres.
Coherent HighLight FL-ARM-serien af fiberlasere leverer en samlet effekt på op til 10kW, et effektniveau, der er mere end tilstrækkeligt til alle applikationer med høj gennemstrømning. Faktisk bruger de fleste krævende produkter med høj præcision typisk mindre end halvdelen af dette effektniveau. Derfor er Coherent ARM-lasere i stand til at levere tilstrækkelig laserkraft præcist målrettet til svejsepositionen, når det er nødvendigt.
Kobbersvejsning er et eksempel på, hvordan dette fungerer. Nogle producenter har vendt sig til grønne lasere for at svejse kobber, fordi de lettere absorberes af kobber end det infrarøde lys fra fiberlasere. Denne proces kan dog kun udføres ved stuetemperatur. Når først kobberet er opvarmet, absorberer det infrarødt lys rigtig godt, og når der først er et nøglehul, bliver kobberets evne til at absorbere rødt lys stærkere.
Når man begynder at svejse kobber med en ARM-laser, er det første skridt derfor at opvarme materialet med kun ringlys, indtil det smelter. Dernæst skaber en højeffekt centerstråle nøglehullet. Men under svejseprocessen holdes noget af kraften i ringbjælken, fordi dette stabiliserer nøglehullet, hvilket reducerer sprøjt og resulterer i en stabil svejsning. Når strålen når enden af svejsningen, afbrydes ringstrømmen fuldstændigt, og kernekraften falder jævnt for at skabe en ren, ensartet ende.
Denne proces giver også lignende fordele ved svejsning af andre krævende materialer såsom aluminium og galvaniseret metalplade. Desuden muliggør dethøjpræcisionssvejsningaf tynde eller varmefølsomme materialer.
Plav kontrol
Nogle producenter af fiberlasere kan lideSammenhængende's ARM påpeger, at deres produkter tillader 100% af den samlede effekt at blive fordelt mellem kerneringene, som om det var en fordel.
Men det er ikke tilfældet. Hele fordelen ved ARM-lasere er, at ved at dele effekten mellem kernen og ringen, ledes den indkommende varme ind i det respektive emne på en måde, der giver bedre resultater end en enkelt stråle, som i kobbersvejseeksemplet beskrevet tidligere. Ellers, hvorfor ikke bare bruge en standard enkeltstråle (og billigere) fiberlaser?
De havde også en bekymring for, at Coherents ARM-struktur ikke var "fleksibel" nok.
Ved fremstilling af systemet er det nødvendigt at indstille antallet af moduler, der føres ind i kerneringen. Derfor kan en 8 kW ARM-laser bygget med fire 2 kW-moduler konfigureres med tre forskellige maksimale kerne/ringeffektforhold. Disse er 6 kW/2 kW, 4 W/4 kW eller 2 kW/6 kW. Ydermere kan den maksimale kerne/ringeffekt ikke efterfølgende ændres og anses derfor som "ufleksibel".
Konfigurationen for enhver given kundelaser er dog baseret på procestests udført før købet af laseren. Disse bestemmer de effekt- og kerne-til-kerne-effektforhold, der kræves til volumenproduktion. Ydermere er der tilvejebragt et tilstrækkeligt stort procesvindue til at understøtte tilpasning til produktionsustabilitet (f.eks. lot-til-lot variation i råmaterialer, fastspændingsfejl osv.).
