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特域浅谈:激光焊接实现高安全性的加工

发布时间:2022-12-16 11:04:38

激光焊接

在工业制造里面,生产安全一直是政府部门非常重视的一个工作,除了一般性意外伤害,消防是生产安全中的一大重点。所有合格经营的生产加工场所都需要得到消防的验收许可。

11月下旬,河南安阳某企业厂房火灾造成38人死亡的悲剧,引起了广泛的关注。员工无证违规进行电焊作业引起火灾。

传统电焊安全性低

焊接是在工业制造上非常普遍的一种加工,氩弧焊、电阻点焊、烙铁焊等焊接方式得到大量的应用,成本相对较低,主要是采用电力转化的热源实现高温焊接。但是也正因为此,而产生了许多安全隐患。

电焊是通过电弧将金属熔化后进行焊接,因而焊接过程中温度高达3000至6000度,并且伴随有高温焊渣或者火星的飞溅,如接触到易燃物如飞絮、棉织物、木材、化学品等,容易引起火灾甚至是爆燃。

传统的电焊造成的火灾事故时有发生,并造成了人员伤亡以及重大财产损失。因此在焊接加工上要求满足良好的作业环境、正规的焊接流程以及经过培训的焊接工人。另外,焊接方式也可以考虑更安全的技术,例如激光焊接。

激光焊接安全性高

激光焊接是利用高能量光束转化的热能辐射到工件上,瞬间把材料融化并粘合实现焊接,是一种高效精密焊接方法。与传统的焊接工艺相比,激光焊接同样是利用高能量,光束功率密度一般大于105 W/cm2 ,焊接区域瞬间温度达到数千度。然而不同的是,激光焊接是一种更为先进、智能化的工艺,常见的激光焊接设备包含工作台、工装夹具、安全防护区域或者挡板隔开,也就是把待焊工件固定在工作台上后,人员离开,启动设备自动化完成焊接,然后停机后取出样品,整个过程人员是相对安全的。

至于焊渣或者火星飞溅引燃的隐患,采用激光焊接是不需要担心的,激光焊接常常采用保护气体或者吹气,迅速把焊渣吹走冷却,而焊接时的火花部分是激光的反射光,都是迅速消失的,不容易引燃物品。

传统的焊接,焊工操作员经常要面对烧焊灰尘以及烟熏的环境,需要穿着防护服、隔档眼镜,皮肤乃至肺部都有职业病的潜在风险,而且手工操作时间过长,容易劳累,人工焊精准度降低。现在的焊工大多数是老手,年轻人越来越不愿意做,也导致传统焊接难以找到师傅,技术转型势在必行。

激光焊接设备自动化程度高,无需长时间手工操作,烟尘污染少,可配备除尘净化实现清洁焊接。激光焊接对操作员的机械知识、数控等均有要求,需要特定专业化技术人员,适合年轻人发挥专业所长。

手持激光焊接替代传统电焊

近年逐渐兴起的手持式激光焊接机备受市场追捧,快速进入到五金工具、门窗护手、不锈钢厨具、卫浴、家具、家电、广告、工艺品等各行业,成功替代了部分传统电焊的市场。

手持激光焊接最大的优点就是摆脱了以往激光设备工作台的束缚,可以做到电弧焊一样的灵活性,焊接设备可移动,实现了任何地方现场加工的可能。

手持激光焊接以1000瓦至2000瓦的应用最为集中,从最初数千台到后来年用量数万台;价格也从最初近十万元降到如今最低两三万元。设备成本大幅降低刺激了用户的采购需求,未来年用量有可能维持10万台以上。

手持激光焊接机

手持激光焊接操作简单,速度非常快,是电阻点焊速度5倍以上,维护成本很低,而且不需要焊材。激光焊接工件后,焊缝平整光洁,一般不需要再次打磨处理。

为了实际工作中更便捷,现在的手持焊接机许多都是一体化了,体积更小的激光器、冷水机、机箱,整机已经非常紧凑了。还有手持焊接头已经更新了很多代产品,从原来几斤重的焊接头进化到现在一斤出头的重量,焊工更加轻松,加工不容易出现偏差。

由于激光有直射高能量,手持激光焊接刚出现的时候,其安全性也曾经受到质疑,担心千瓦级出来的激光射歪了导致严重后果。这一点设计者早已想到,一般焊接头都有安全锁、指示灯功能,要先启动安全锁同时按开关才会出光。条件允许的话,一般建议手持激光焊接最好要在有挡板隔间内进行工作。

激光焊接安全操作培训

焊接是一项以高温来实现的工艺,一般焊工操作员都需要焊工证或者相关资格证明。加强人员安全培训,规范生产操作,这样才能减少意外事故发生,防患于未然。

激光焊接目前在国内没有明确规定操作资格,只需要临场学习、实践就可以安排,能够操机就可以上岗。手持激光焊就更加简单了,声称是培训2个小时即可上岗。为了生产安全,激光焊接未来仍然是希望会有行业统一的规范,特别是对激光焊接操作人员,可考虑设立激光焊接资格考核,让安全性较高的激光焊接更有保障。

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