Laserlassen: wat u moet weten
- Geschreven door: Gavin Leo
- Bijgewerkt door: CoCo
- Gepubliceerd:
- Bijgewerkt
Traditionele lasmethoden, zoals booglassen, brengen veel warmte-inbreng op de materialen met zich mee en veroorzaken veel rommel. Het is alsof je een voorhamer gebruikt terwijl je alleen een scalpel nodig hebt.
Hierdoor raakte het werkoppervlak vaak krom of vervormd. Tegenwoordig is het lassen van metalen aan elkaar geavanceerd en efficiënt. Een van de toonaangevende moderne lasmethoden is laserlassen.
Hoe werkt laserlassen eigenlijk?
Denk aan een vergrootglas. Het vergrootglas werkt door zonlicht op te vangen en het opgevangen licht te concentreren op een klein puntje. Het licht transformeert in een verhit, krachtig, fijn puntje. Laserlassen werkt op dezelfde manier.
Bij laserlassen wordt de warmtebron gebundeld tot een fijne lichtbundel, waardoor het metaal intenser smelt. Zo werkt het proces:
1. Alles bij elkaar krijgen
Plaats eerst de materialen precies op de plek waar je ze wilt hebben. Zie het als het uitlijnen van puzzelstukjes; alles moet perfect passen.
Het werkoppervlak wordt vaak vastgeklemd om kieren tijdens het proces te voorkomen. Het nauwkeurig uitlijnen van de materialen is cruciaal, aangezien laserlassystemen een nauwkeurige uitlijning vereisen om hoogwaardige lassen te verkrijgen.
2. De straal richten
Hier komt het spannende gedeelte: de laserstraal moet precies op de plek worden gericht waar je de verbinding wilt maken.
U kunt het laservermogen en de straalgrootte aanpassen afhankelijk van de dikte van het materiaal waarmee u werkt en hoe diep u de las wilt laten gaan.
De meeste moderne fiberlasers beschikken over een verbeterde straalkwaliteit dankzij een glasvezelkabel, waardoor u uitzonderlijke controle hebt.
3. Het metaal smelten
Wanneer de laserstraal het metaaloppervlak raakt, creëert de laserenergie intense hitte op het materiaaloppervlak.
De plotselinge intense hitte zorgt ervoor dat het materiaaloppervlak smelt en een klein lasbad vormt op het verbindingspunt. Omdat laserlassen op een klein materiaaloppervlak werkt, behoudt de rest van het metaal een lage warmte-inbreng.
De rest van het materiaal blijft op normale temperatuur, met kleinere warmtebeïnvloede zones vergeleken met traditioneel booglassen.
4. De stukken samenvoegen
Terwijl de laser over het metaal beweegt, smelt en versmelt het de materialen voortdurend.
Om de verbinding te versterken, kan er een vulmateriaal worden toegevoegd, maar dit is bij de meeste laserlastoepassingen niet nodig.
De hoge vermogensdichtheid maakt hoge lassnelheden mogelijk, waardoor het proces bijzonder efficiënt is.
5. Afkoelen
Wanneer de laserstraal passeert, koelt de warmte-beïnvloede zone vrijwel onmiddellijk af. Daarna hardt het materiaal uit en vormt zich een solide las.
Een van de belangrijkste kenmerken van laserlassen is de hoge afkoelsnelheid. Door de snelle afkoeling is de kans op kromtrekken of buigen van het metaal minimaal.
6. Kwaliteitscontrole
Inspecteer de las na het lassen. Controleer op problemen zoals interne porositeit, kromtrekken van het metaal of andere defecten die de sterkte van de verbinding in gevaar kunnen brengen.
De technologie achter laserlassen
Laserlassen draait in essentie om het omzetten van energie in een supergeconcentreerde lichtbundel. Wanneer de laserenergie het metaal raakt, absorbeert het materiaal de laserstraal snel en zet deze om in warmte.
De hitte-intensiteit op een klein, enkelvoudig punt doet het metaal smelten. Omdat de hitte op een klein punt geconcentreerd is, is er minder warmteoverdracht naar de omgeving.
Wat laserlassen onderscheidt van traditionele lasmethoden, is de mate van controle. Bij booglassen verspreidt de warmte zich over een groter gebied, waardoor grotere warmtebeïnvloede zones ontstaan. Laserlassen daarentegen heeft een veel kleiner werkgebied.
Wat nog fascinerender is, is dat je precies kunt bepalen hoe diep en breed je las gaat. Dit nauwkeurige lasproces is cruciaal als je met dunne materialen werkt, zoals medische apparatuur en elektronica.
Verschillende methoden van laserlassen
Lasertechnologie maakt veelzijdigheid in het lasproces mogelijk. Het heeft twee hoofdmodi, die afhankelijk van de situatie aan verschillende behoeften kunnen voldoen:
Warmtegeleidingsmodus
Deze methode is ideaal voor dunne materialen. Het werkt ook als je alleen de oppervlakken aan elkaar wilt verbinden.
De methode werkt door alleen de bovenste laag van het materiaaloppervlak te smelten. Omdat de las zich net op het oppervlak bevindt, creëert het smeltbad een schone, gladde verbinding met minimale impact op het metaal.
Het smeltbad blijft ondiep en gelijkmatig verdeeld. Deze modus wordt meestal gebruikt wanneer het uiterlijk van de las prioriteit heeft, net als bij hoogwaardige sieraden, elektronische apparaten of decoratief metaalwerk.
Sleutelgatlassen (diepe penetratiemodus)
Bij dikkere materialen is penetratielassen de oplossing. Bij sleutelgatlassen is de krachtige laser zo krachtig dat hij daadwerkelijk doordringt en een kleine sleutelgatholte in het materiaal smelt.
Hierdoor ontstaat er een kanaal in het verdampte metaal waardoor de balk veel dieper kan doordringen. Deze methode zorgt voor sterke lassen. Deze methode wordt veel gebruikt in de auto-industrie en de lucht- en ruimtevaart, waar de duurzaamheid van de las cruciaal is.
Daarnaast gebruikten anderen hybride laserbooglassen. Dit combineert de belangrijkste kenmerken van laserlassen en traditioneel booglassen. Fabrikanten combineerden de hoge precisie van laserlassystemen met de spleetoverbruggende eigenschappen van booglassen.
Het kiezen van het juiste lasersysteem
| Gaslasers (CO₂) | Deze worden veel gebruikt in industriële toepassingen. Ze zijn krachtig, betrouwbaar en kosteneffectief, waardoor ze een populaire keuze zijn voor grootschalige productie. |
| Vaste-toestandlasers (YAG-laser) | Om de laserstraal te genereren, gebruikt de YAG-laser speciale kristallen die metalen kunnen lassen en snijden. Zijn veelzijdigheid is zijn belangrijkste verkoopargument, waardoor het het Zwitserse zakmes onder de laserlassystemen is. |
| Vezellasers | Het gebruikt een glasvezelkabel om de laserstraal te leveren voor zeer nauwkeurige lassen met een laag energieverbruik. Het vereist ook zeer weinig onderhoud. De fiberlaser is een populaire keuze voor industriële toepassingen in de elektronica- en medische apparatuurindustrie, waar precisie essentieel is. |
| Schijflasers | Beschouw schijflasers als de verbeterde versie van fiberlasers. Ze bieden nauwkeurige lassen voor zware toepassingen zoals de auto-industrie en de lucht- en ruimtevaart, waar zowel kracht als precisie nodig zijn. |
Waarom fabrikanten laserlastechnologie omarmen
Nauwkeurigheid tot op het bot
Het laserlasproces kan ongelooflijk kleine en complexe onderdelen met hoge precisie verwerken. Dit is cruciaal voor industrieën zoals de elektronica, waar essentiële componenten steeds kleiner worden.
Lightning Fast
Vergeleken met traditionele lasmethoden biedt laserlassen hogesnelheidslassen. In de productieomgeving vertaalt hogesnelheidslassen zich in een hogere productiviteit en lagere kosten, wat essentieel is voor het maximaliseren van de winst.
Geen kromtrekken of buigen
Bij laserlassen concentreert de warmte zich in een klein gebied. Tegelijkertijd is de warmte-inbreng laag en blijft de rest van het materiaal koel. Het laserlasproces creëert in feite kleinere warmtebeïnvloede zones, waardoor uw onderdelen hun vorm behouden.
Werkt met veel materialen
Laserlassen is geschikt voor diverse materialen, van staal tot aluminium en koolstofstaal. Deze veelzijdigheid maakt het praktisch en waardevol in verschillende sectoren.
Hands-Off-proces
Een uniek kenmerk van laserlassen is dat de laserstraal het materiaal niet raakt, waardoor er geen fysieke slijtage aan het gereedschap optreedt. Het biedt ook de mogelijkheid om op afstand te lassen, waardoor u op moeilijk bereikbare plaatsen kunt werken. Het proces kan worden geautomatiseerd, waardoor het een ideale optie is voor productieprocessen met grote volumes.
Superieure resultaten
In tegenstelling tot traditionele methoden biedt laserlassen hoogwaardige resultaten met sterke lassen en minimale defecten. Het proces combineert een hoge vermogensdichtheid, lage warmteoverdracht en een snelle afkoeling, wat resulteert in uitstekende lassen.
De Uitdagingen overwegen
Natuurlijk is geen enkele lastechniek perfect. Hier zijn een paar dingen om in gedachten te houden:
De initiële investering
Door de geavanceerde technologie is laserlassen niet goedkoop. Dit maakt het lastig voor kleinschalige fabrikanten en startups die de hoge initiële investering willen betalen. Op de lange termijn kan de initiële investering echter worden terugverdiend dankzij de efficiëntie en hoge productiewaarde die de technologie biedt.
Sommige materialen zijn lastig
Het werken met reflecterende materialen, zoals aluminium, kan een uitdaging zijn. De laserstraal heeft de neiging om op het metaal te weerkaatsen. Het werken met dit soort metalen vereist speciale behandeling of voorbereiding.
Precisie vereist voorbereiding
In de meeste gevallen hangt de kwaliteit van de las af van de manier waarop de materialen worden voorbereid. Alles klaarmaken vereist tijd en vaardigheid. De materialen moeten goed worden uitgelijnd, vooral bij complexe lasprocessen.
Dun is beter
Laserlassen werkt goed bij dunne materialen van slechts enkele millimeters dik. Normaal gesproken vereist het werken met dikkere materialen vaak een hoog laservermogen en meerdere lagen, wat het lasproces kan vertragen.
Safety First
De laserstralen zijn krachtig genoeg om metalen te smelten, wat betekent dat ze schadelijk kunnen zijn voor de huid. De procedure produceert ook röntgenstraling en metaaldampen, die schadelijk kunnen zijn voor de gezondheid.
Daarom is het bij laserlassen raadzaam om strikte veiligheidsprotocollen, beschermende uitrusting en een goede training te hanteren om ongelukken en gezondheidsproblemen te voorkomen.
Let op defecten
Geen enkele lasprocedure is perfect. Net als bij traditioneel lasproces kunnen er bij laserlassen problemen optreden zoals interne porositeit, warmscheuren of problemen met snelle afkoeling als de juiste protocollen niet worden nageleefd.
Waar u laserlassen in actie vindt
In uw auto
De auto-industrie is een van de belangrijkste gebruikers van laserlastechnologie. Het proces is nuttig in vrijwel elke stap van het autoproductieproces. De hoge lassnelheden en hogere laskwaliteit maken het perfect voor massaproductie.
Hoog in de lucht
Vliegtuigproductie vereist lichte en sterke materialen. Om deze materialen te repareren, hebben fabrikanten precieze, stevige en hoogwaardige lassen nodig, die beide mogelijk zijn met laserlassen.
Medische wonderen
Laserlassen is onmisbaar in de productie van medische hulpmiddelen. De meeste chirurgische instrumenten, zoals pacemakers en andere levensreddende apparaten, bestaan uit dunne materialen die nauwkeurig gelast moeten worden.
In uw elektronica
De kern van de meeste moderne elektronica zijn printplaten, die talloze kleine elektrische verbindingen bevatten. Deze ingewikkelde circuitverbindingen worden met elkaar verbonden door puntige lasjes die dunner kunnen zijn dan een haar.
Een dergelijke precisie is alleen mogelijk met laserlassen, waarmee schone en betrouwbare verbindingen op delicate componenten kunnen worden gemaakt.
Sieraden die lang meegaan
Een van de belangrijkste redenen waarom laserlassen wordt toegepast, is de kwaliteit en het uiterlijk van de lassen. Deze eigenschap is cruciaal bij het maken van sieraden, waar esthetiek de belangrijkste overweging is.
Door de nauwkeurige controle over het smeltbad kunnen prachtige stukken worden gemaakt, die er toch mooi blijven uitzien.
Zware industrie
In de maakindustrie kunnen verbindingen bestaan uit het combineren van verschillende materialen of het bewerken van diverse metalen om zware apparatuur te produceren. De veelzijdigheid van lasertechnologie maakt het een uitstekende keuze in de industrie.
The Bottom Line
De laserlastechnologie heeft een revolutie teweeggebracht in de manier waarop we met metaal werken. Het biedt een hoge snelheid, hoge precisie en flexibiliteit die ongeëvenaard zijn door traditionele methoden.
Hoewel het in het begin een flinke investering kan vergen, naast andere beperkingen, wegen de voordelen ruimschoots op tegen de nadelen voor sectoren die een efficiënte productie vereisen.
Veelgestelde vragen over laserlassen
Welke materialen kun je met lasers lassen?
Lasersystemen werken uitstekend met de meeste metalen die u in de productie tegenkomt. De toepasbare materialen variëren van zacht staal, roestvrij staal, aluminium, koolstofstaal en diverse nikkellegeringen.
In sommige gevallen kun je zelfs verschillende metalen verbinden. Verrassend genoeg kunnen bepaalde kunststoffen ook lasergelast worden, hoewel metalen de primaire focus vormen voor de meeste industriële toepassingen.
Is laserlassen echt beter dan traditioneel booglassen?
Het hangt af van wat u nodig hebt. Laserlastechnologie is veruit de beste als het gaat om hoge precisie, lassnelheid en het creëren van kleinere warmtebeïnvloede zones met een lage warmte-inbreng. De hogere laskwaliteit en betere mechanische eigenschappen zijn belangrijke voordelen.
Voor sommige toepassingen waarbij deze factoren niet van cruciaal belang zijn, kunnen booglassen of andere traditionele lasmethoden echter nog steeds een meer kosteneffectieve keuze zijn, gezien de initiële investering die nodig is voor lasersystemen.
Hoe dik mogen de materialen zijn?
Laserlassen presteert het beste met dunne materialen, meestal slechts enkele millimeters dik. Dankzij de hoge vermogensdichtheid en diepe penetratie van moderne fiberlasers en lasersystemen met hoog vermogen kunnen ze ook dikkere materialen verwerken.
Vaak zijn er echter meerdere doorgangen of gespecialiseerde sleutelgatlastechnieken nodig, waardoor de voordelen van de hoge snelheid die de laserlastechnologie in eerste instantie aantrekkelijk maken, verloren gaan.