PL225587B1 - Sposób nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego, oraz urządzenie nitujące do stosowania tego sposobu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób nitowania nitem zrywalnym z częścią rurkową (2) w postaci tulei (3), zakończonej przelotowym łbem (4) i częścią szpilkową (5) w postaci rdzenia (6), zakończonego od strony przeciwnej do łba (4) głową (7). Nitowanie jest wspomagane laserowo. Otwór pod nit (1) przebija się stożkowym zakończeniem (11) głowy (7) nita (1), które ma postać wypukłej powierzchni (12), zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym. Miejsce przebicia (16) podgrzewa się wiązką laserową (13), co najmniej od strony wprowadzenia nita (1), tuż przed jego wprowadzeniem włączone materiały (9, 10), do temperatury skutecznego obniżenia granicy plastyczności łączonych materiałów (9, 10), korzystnie od 200°C do 400°C. W trakcie podgrzewania wiązka laserowa (13) jest nachylona pod ostrym kątem nachylenia w stosunku do powierzchni łączonego materiału górnego (9). W trakcie przebijania otworu korzystnie obraca się głową (7) nita (1) do momentu uformowania kołnierza na tulei (3) nita (1) i zerwania jego rdzenia (6). Urządzenie do realizacji sposobu zawiera głowicę nitującą (20) z tulejką zaciskową (21), mocującą rdzeń (6) nita (1) oraz napędzaną obrotowo wokół osi obrotowej (22) i przesuwnie wzdłuż niej. Głowa (7) nita (1), zamocowana w tulejce zaciskowej (21) poprzez rdzeń (6) nita (1) posiada stożkowe zakończenie (11) w postaci wypukłej powierzchni (12), zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym, przewidziane do przebicia otworu, zwłaszcza przebicia tarciowego. Głowica nitująca (20) zawiera tulejkę dociskową (23), współosiową z tulejką zaciskową (21) i napędzaną przesuwnie wzdłuż osi obrotowej (22). Tulejką dociskową (23) tuleja (3) nita (1) jest wciśnięta do otworu, a łeb (4) nita (1) dociśnięty do łączonego materiału górnego (9). Ponadto urządzenie zawiera źródło laserowe, przewidziane do podgrzewania wiązką laserową (13) miejsca przebicia (16), która jest skierowana na miejsce przebicia (16) pod ostrym kątem nachylenia w stosunku do powierzchni łączonego materiału górnego (9). Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do montażu cienkościennych konstrukcji blaszanych oraz w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym do łączenia trudno rozgrzewalnych materiałów z udziałem tarcia, a także wszędzie tam, gdzie nie ma dwustronnego dostępu do łączenia klasycznymi technikami spajania.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego oraz urządzenie nitujące do stosowania tego sposobu, przeznaczone do stosowania w procesach montażowych zwłaszcza cienkościennych konstrukcji blaszanych.

Znany stan techniki jest pokazany na rysunku na fig. I + XI, które przedstawiają różne znane sposoby nitowania, znane urządzenia do nitowania i znane nity zrywalne rurkowe do nitowania tarciowego.

Znany jest powszechnie sposób nitowania nitem zrywalnym rurkowym, polegający na wprowadzeniu nita w uprzednio wykonany otwór w łączonych ze sobą elementach, jak pokazano na fig. I, która przedstawia kolejność wykonywania zabiegów podczas nitowania konwencjonalnego z udziałem znanego rozwiązania kształtu nita zrywalnego rurkowego, a mianowicie wiercenie wiertłem, ułożenie elementów nita w postaci części rurkowej i części szpilkowej w wywierconym otworze, dociągnięcie elementów nita do siebie wraz z uformowaniem przetłoczenia końca części rurkowej pod głową części szpilkowej przy użyciu specjalnej głowicy zaciskowo-ciągnącej i w ostatnim zabiegu zerwanie na przewężeniu technologicznym końca rdzenia części szpilkowej nita, wewnątrz jego części rurkowej przy użyciu wspomnianej głowicy zaciskowo-ciągnącej.

Znany jest na przykład z publikacji patentowej nr US 4 454 741 sposób termowiercenia otworów, w którym wykorzystuje się zjawisko nagrzewania materiału w wyniku nacisku narzędzia obracającego się wokół własnej osi. Na fig. II pokazano narzędzie i otwór wykonany tym sposobem. Nagrzany materiał posiada większą plastyczność, przez co możliwe jest płynne przebijanie wierconych warstw materiału. Towarzyszy temu wypływka materiału na obrzeżu otworu, zarówno od strony wprowadzanego narzędzia jak i przeciwnej. Tak przygotowany otwór, zwłaszcza w cienkich elementach, posiada zwiększoną wysokość, co pozwala na wykonanie gwintu i przez co jest umożliwione na przykład połączenie warstw materiału przez skręcanie łącznikami z gwintem. Stosowane w tym znanym sposobie narzędzia posiadają odpowiedni kształt i geometrię, umożliwiające rozgrzanie i przebicie materiału.

Znane są przemysłowe opracowania tego znanego sposobu termowiercenia, na przykład rozwiązanie pod nazwą Flowdrilt® pokazane na fig. III, która przedstawia etapy termowiercenia i końcowe gwintowanie otworu. To znane rozwiązanie jest stosowane szczególnie przy wykonywaniu połączeń dla grubych profili zamkniętych i wymaga użycia odpowiednich prędkości obrotowych i stosunkowo dużego nacisku osiowego.

Znany jest także, na przykład z publikacji patentowej nr US 7 862 271 B2 i pokazany na fig. IV i V, sposób nitowania tarciowego z wykorzystaniem ciepła wytworzonego w wyniku tarcia nita o łączony materiał. Fig. IV przedstawia kolejne etapy nitowania z udziałem tarcia, a fig. V - kształt nita zrywalnego rurkowego do nitowania tarciowego. W przypadku łączenia materiałów cienkich i trudno ro zgrzewających się przez tarcie nie jest poprawnie wykonywany otwór umożliwiający wprowadzenie nita. Łączenie cienkich materiałów tym znanym sposobem prowadzi często do zbyt dużych deformacji łączonych elementów wokół miejsca scalenia. Stosowany w tym rozwiązaniu nit posiada płaski łeb od strony części rurkowej, przez co w przypadku powstającej wypływki od strony przebijanej uniemożliwione jest prawidłowe przyleganie łba nita do powierzchni łączonego materiału.

Znany jest też, na przykład z publikacji patentowej nr US 2009 0 188 101 A, sposób łączenia przez nitowanie bezotworowe wspomagane laserowo do łączenia materiałów trudno odkształcalnych, pokazany na fig. VI, która przedstawia sposób podgrzewania statycznego przy nitowaniu bezotworowym (LSPR). W tym znanym sposobie specjalny nit rurkowy wciska się bezpośrednio włączony materiał. Przez podgrzanie materiału wiązką laserową ułatwia się jego plastyczne odkształcenie w łączonym materiale blach. Ten znany sposób nitowania dotyczy połączeń przetłoczeniowych, które wym agają dużego nakładu energetycznego siły formowania.

Z publikacji patentowej nr US 3 750 518 znany jest samowiercący nit pokazany na fig. VII. To znane rozwiązanie dotyczy kształtu zakończenia głowy części szpilkowej nita, umożliwiającego wywiercenie otworu na część rurkową nita przez skrawanie materiału.

Z kolei z publikacji patentowej nr US 4 629 380 znane jest rozwiązanie, pokazane na fig. VIII, a dotyczące zastosowania rozłącznej nakładki na głowę części szpilkowej nita, umożliwiającego w ywiercenie otworu poprzez skrawanie materiału.

Rozwiązanie pokazane na fig. IX, znane z publikacji patentowej nr US 5 618 142, dotyczy stożkowego zakończenia głowy części szpilkowej nita rurkowego, umożliwiającego wywiercenie otworu.

PL 225 587 B1

Ponadto, rozwiązanie, pokazane na fig. X i znane z publikacji patentowej nr US 7 824 141 dotyczy kształtu łba szpilki i części rurkowej nita do klasycznego nitowania nitem zrywalnym, zaś rozwiązanie, znane z publikacji patentowej nr US 6 417 490 i pokazane na fig. XI, na której przedstawiono kolejne etapy nitowania, dotyczy sposobu nitowania z wykorzystaniem podgrzewania materiału za pomocą elementów oporowych podgrzewanych prądem elektrycznym.

Dla uniknięcia niedogodności znanych rozwiązań zostały opracowane rozwiązania według wynalazku, dotyczące sposobu nitowania nitem zrywalnym rurkowym i urządzenie do stosowania tego sposobu.

Sposób nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego, przy czym nit jest zaop atrzony w część rurkową w postaci cylindrycznej tulei zakończonej przelotowym łbem i część szpilkową umieszczoną wewnątrz części rurkowej, a część szpilkowa ma postać walcowego rdzenia zakończonego od strony przeciwnej do łba głową, a nitowanie jest wspomagane laserowo, według wynalazku charakteryzuje się tym, że otwór pod nit w łączonych materiałach przebija się stożkowym zakończeniem głowy części szpilkowej nita, a stożkowe zakończenie ma postać wypukłej powierzchni, zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym, a podczas formowania połączenia nitowego podgrzewa się wiązką laserową ze źródła laserowego z laserem miejsce przebicia nitem łączonych materiałów, co najmniej od strony wprowadzenia nita, tuż przed wprowadzeniem nita w łączone materiały, do temperatury skutecznego obniżenia granicy plastyczności łączonych materiałów, korzystnie od 200°C do 400°C, przy czym w trakcie podgrzewania miejsca przebicia wiązka laserowa jest nachylona pod ostrym kątem nachylenia w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego, a w trakcie przebijania otworu w łączonych materiałach korzystnie obraca się głową części szpilkowej nita do momentu uformowania kołnierza na tulei części rurkowej nita i zerwania rdzenia jego części szpilkowej.

Korzystnie, dla ułatwienia nitowania i uzyskania wysokiej jakości połączenia nitowanie prowadzi się z użyciem nita, którego łeb jego części rurkowej od swej spodniej strony posiada obwodowy rowek, a podgrzewanie źródłem laserowym prowadzi się dookoła miejsca przebicia łączonych materiałów na obszarze o średnicy od 3,5 do 8 mm, korzystnie około 4 mm, a ponadto podgrzewanie źródłem laserowym prowadzi się przez okres od 2 do 6 sekund, zaś dla źródła laserowego do podgrzewania miejsce przebicia łączonych materiałów wybiera się laser o mocy od 200 W do 4000 W, korzystnie od 250 W do 1500 W, korzystnie laser diodowy.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeżeli kąt nachylenia wiązki laserowej w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego podczas podgrzewania źródłem laserowym wybiera się z zakresu od 45° do 80°, a do podgrzewania miejsce przebicia łączonych materiałów stosuje się dwa źródła laserowe, z których jedno do podgrzewania od strony łączonego materiału górnego i drugie od strony łączonego materiału spodniego.

Następne korzyści są uzyskiwane, jeśli podczas nitowania steruje się komputerowo ruchami nita i korzystnie źródłem laserowym, przy czym komputerowo steruje się czasem załączania źródła laserowego, jego mocą i kątem nachylenia wiązki laserowej, a ponadto komputerowo steruje się obrotami i przesuwem osiowym części szpilkowej nita oraz przesuwem osiowym części rurkowej nita.

Urządzenie nitujące do nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego, wspom aganego laserowo, przy czym nit zawiera część rurkową w postaci cylindrycznej tulei zakończonej przelotowym łbem i część szpilkową umieszczoną wewnątrz części rurkowej, a część szpilkowa ma postać walcowego rdzenia zakończonego od strony przeciwnej do łba głową, zaś urządzenie zawiera głowicę nitującą zaopatrzoną w tulejkę zaciskową mocującą rdzeń części szpilkowej nita oraz napędzaną obrotowo wokół swej osi obrotowej w głowicy nitującej i przesuwnie wzdłuż tej osi obrotowej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że głowa części szpilkowej nita, zamocowana w tulejce zaciskowej w głowicy nitującej, posiada stożkowe zakończenie, które ma postać wypukłej powierzchni, zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym i jest przewidziane do przebicia otworu, zwłaszcza przebicia tarciowego, a głowica nitująca zawiera tulejkę dociskową współosiową z tulejką zaciskową i napędzaną przesuwnie wzdłuż osi obrotowej, przy czym tą tulejką dociskową część rurkowa nita jest wciśnięta do otworu w łączonych materiałach, a łeb tej części rurkowej dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego, a ponadto urządzenie zawiera źródło laserowe z laserem, przewidziane do podgrzewania wiązką laserową miejsca przebicia nitem łączonych materiałów, przy czym wiązka laserowa źródła laserowego jest skierowana na miejsce przebicia nitem łączonych materiałów pod ostrym kątem nachylenia w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego.

Korzystnie, dla ułatwienia nitowania i uzyskania wysokiej jakości połączenia źródło laserowe jest zamocowane na uchwycie obrotowym, a tulejka dociskowa głowicy nitującej posiada nachyloną

PL 225 587 B1 powierzchnię do osi obrotowej w głowicy nitującej i korzystnie dopasowaną kształtem do powierzchni łba części rurkowej nita w pobliżu zewnętrznej krawędzi tego łba, przy czym łeb części rurkowej nita, dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego, posiada od swej spodniej strony o bwodowy rowek.

Kolejne korzyści uzyskuje się, jeśli kąt nachylenia wiązki laserowej źródła laserowego w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego wynosi od 45° do 80°, a ponadto urządzenie zawiera dwa źródła laserowe, z których jedno jest położone od strony łączonego materiału górnego, a drugie od strony łączonego materiału spodniego, zaś źródło laserowe zawiera wewnętrzny laser umieszczony wewnątrz tego źródła laserowego albo też zawiera światłowód połączony z zewnętrznym laserem umieszczonym na zewnątrz tego źródła laserowego, przy czym laser źródła laserowego posiada moc od 200 W do 4000 W, korzystnie od 250 W do 1500 W i korzystnie ma postać lasera di odowego.

Dalsze korzyści są uzyskiwane, jeżeli urządzenie zawiera sterujący mikrokomputer połączony poprzez pierwsze linie sterujące z pierwszym czujnikiem prędkości obrotowej dla tulejki zaciskowej w głowicy nitującej, drugim czujnikiem drogi przesunięcia liniowego tej tulejki zaciskowej oraz trzecim czujnikiem drogi przesunięcia liniowego tulejki dociskowej tej głowicy nitującej, przy czym sterujący mikrokomputer jest połączony poprzez drugą linię sterującą z piątym czujnikiem położenia kątowego wiązki laserowej, a korzystnie poprzez trzecie linie sterujące z układem sterowania lasera i uchwytu obrotowego, a ponadto sterujący mikrokomputer jest połączony poprzez czwarte linie sterujące z układem sterowania bazowej maszyny napędowej.

Rozwiązania według wynalazku dotyczą między innymi zastosowania nowego nita zrywalnego rurkowego do nitowania, zwłaszcza tarciowego, który charakteryzuje się odpowiednim ukształtowaniem łba części rurkowej nita i zakończenia głowy części szpilkowej nita. Obwodowy rowek wykonany w łbie nita posiada wolna przestrzeń dającą możliwość wypełnienia materiałem wypływki górnej p owstającej często wokół otworu przebijanego przez nit, a tym samym pozwala na doszczelnienie i przyleganie spodniej powierzchni łba do łączonej warstwy materiału górnego, przez co jest zmniejszona wysokość wystającej jego części ponad powierzchnię łączonego materiału górnego. Zastosowanie nowego kształtu głowy części szpilkowej nita, w postaci zbliżonej do stożka o wypukłej powierzchni, zaokrąglonej w pionowym przekroju osiowym pozwala na zmniejszenie deformacji łączonych elementów wokół miejsca scalenia i tym samym wytworzenie bardziej równomiernych wypływek, górnej i spodniej, w łączonych materiałach, górnym i spodnim.

Łączenie tarciowe z udziałem miejscowego podgrzania materiału wiązką laserową prowadzi do zwiększenia temperatury i obniżenia granicy plastyczności łączonego materiału. Po przebiciu otworu, spęczeniu części rurkowej nita i utworzeniu na tej części rurkowej kołnierza przez głowę części szpilkowej nita materiał stopniowo się ochładza. Występuje przy tym skurcz otworu. Po ochłodzeniu następuje obciśnięcie materiału części rurkowej nita. W ten sposób uzyskuje się zwiększenie wytrzymałości skrętnej połączenia nitowego.

Nit jest umieszczany w obrotowej głowicy nitującej, gdzie wykonuje ruch obrotowy z ustaloną prędkością oraz przemieszcza się osiowo w głąb łączonych warstw materiału. W wyniku nacisku osiowego i ruchu obrotowego nita względem łączonego materiału występuje tarcie, które zwiększa temperaturę w miejscu kontaktu. Wartości parametrów kinematycznych ruchów nita dobiera się w zależności od rodzaju i grubości łączonych materiałów. Za pomocą rozwiązań według wynalazku jest ułatwione nitowanie elementów w postaci dwóch blach, jak również łączenie blachy z profilem zamkniętym.

Podczas łączenia materiałów, w przypadku których nie można uzyskać odpowiedniego ich rozgrzania poprzez tarcie, przed przystąpieniem do nitowania miejsce scalenia jest lokalnie rozgrzewane wiązką laserową. Taki zabieg pozwala na przyspieszenie przebicia łączonych elementów, pozwala na zmniejszenie siły nacisku osiowego, co zmniejsza deformacje wokół powstającego połączenia.

Takie hybrydowe nitowanie tarciowe posiada korzyści, z których najważniejsze to uproszczenie procesu montażu cienkościennych konstrukcji blaszanych oraz znajduje zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym do łączenia trudno rozgrzewalnych materiałów z udziałem tarcia oraz tam gdzie nie ma dwustronnego dostępu do łączenia klasycznymi technikami spajania. Hybrydowe oddziaływanie wiązki laserowej i tarcia powierzchni nita o łączone elementy powoduje powstanie wypływek w postaci obrzeża po obu stronach połączenia. Powstaje zwiększona powierzchnia walcowa otworu mogąca przenosić wyższe naciski powierzchniowe. Wspomaganie podgrzewaniem z użyciem wiązki laserowej pozwala w niektórych przypadkach łączenia zredukować wartości sił przebijania otworu.

PL 225 587 B1

Rozwiązanie według wynalazku jest bliżej wyjaśnione w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 + 5 przedstawiają urządzenie nitujące w przekroju pionowym w kolejnych etapach procesu nitowania sposobem według wynalazku, a mianowicie fig. 1 przedstawia wstępne nagrzewanie laserowe miejsca przebicia, fig. 2 - dojazd głowicy nitującej i tarciowe przebijanie otworu, fig. 3 wspomaganie podgrzewania laserowego miejsca przebicia drugim źródłem laserowym od strony spodniej, fig. 4 - formowanie głową nita kołnierza na tulei części rurkowej nita i fig. 5 - zerwanie rdzenia części szpilkowej nita w miejscu przewężenia, a ponadto fig. 6 przedstawia urządzenie nitujące ze źródłem laserowym z laserem, w przekroju pionowym, ze schematem sterowania komputerowego, zaś fig. 7 - fragment urządzenia nitującego ze źródłem laserowym zaopatrzonym w światłowód, w przekroju pionowym. Ponadto, na fig. 8 + 13 przedstawiono dokumentację fotograficzną ze wstępnych badań prototypów rozwiązań według wynalazku, a mianowicie fig. 8 przedstawia końcowy etap przebijania tarciowego otworu w łączonych materiałach, fig. 9 - wygląd nita po wykonaniu otworu w blasze i profilu ze stopu aluminium, fig. 10 - przykład powierzchni bez wypływki górnej warstwy łączonego materiału górnego po wykonaniu otworu 8 przez nit 1, fig. 11 - wypływkę powstałą po przebijaniu tarciowym (bez wspomagania wiązką laserową), fig. 12 - przykład gotowego połączenia blachy z profilem zamkniętym ze stopu aluminium, fig. 13 - obraz uzyskany z pomiaru temperatury w miejscu przebicia łączonych materiałów, zaś fig. 14 - prototypowe rozwiązanie nita do nitowania tarciowego, w przekroju.

Sposób nitowania nitem 1 zrywalnym rurkowym, według wynalazku w przykładzie wykonania, dotyczy nitowania tarciowego, przy czym nit 1 jest zaopatrzony w część rurkową 2 w postaci cylindrycznej tulei 3 zakończonej przelotowym łbem 4 i część szpilkową 5 umieszczoną wewnątrz części rurkowej 2, a część szpilkowa 5 ma postać walcowego rdzenia 6 zakończonego od strony przeciwnej do łba 4 głową 7. Nitowanie jest wspomagane laserowo.

Otwór 8 pod nit 1 w łączonych materiałach 9, 10 przebija się stożkowym zakończeniem 11 głowy 7 części szpilkowej 5 nita 1, a stożkowe zakończenie 11 ma postać wypukłej powierzchni 12, zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym. Podczas formowania połączenia nitowego podgrzewa się wiązką laserową 13 ze źródła laserowego 14 z laserem 15 miejsce przebicia 16 nitem 1 łączonych materiałów 9, 10, co najmniej od strony wprowadzenia nita 1, tuż przed wprowadzeniem nita 1 włączone materiały 9, 10, do temperatury skutecznego obniżenia granicy plastyczności łączonych materiałów 9, 10, to jest na poziomie od 200°C do 400°C. W trakcie podgrzewania miejsca przebicia 16 wiązka laserowa 13 jest nachylona pod ostrym kątem nachylenia α w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9. Z kolei w trakcie przebijania otworu 8 w łączonych materiałach 9, 10 obraca się głową 7 części szpilkowej 5 nita 1 do momentu uformowania kołnierza 18 na tulei 3 części rurkowej 2 nita 1 i zerwania rdzenia 6 jego części szpilkowej 5. Nitowanie prowadzi się z użyciem nita 1, którego łeb 4 jego części rurkowej 2 od swej spodniej strony posiada obwodowy rowek 19. Podgrzewanie źródłem laserowym 14 prowadzi się dookoła miejsca przebicia 16 łączonych materiałów 9, 10 na obszarze 17 o średnicy około 4 mm przez okres od 2 do 6 sekund. Dla źródła laserowego 14 do podgrzewania miejsce przebicia 16 łączonych materiałów 9, 10 wybiera się laser 15 o mocy od 250 W do 1500 W, który jest laserem diodowym. Kąt nachylenia a wiązki laserowej 13 w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9 podczas podgrzewania źródłem laserowym 14 wybiera się z zakresu od 45° do 80°.

Podczas nitowania steruje się komputerowo ruchami nita 1 i źródłem laserowym 14, przy czym komputerowo steruje się kątem nachylenia α wiązki laserowej 13, obrotami i przesuwem osiowym części szpilkowej 5 nita 1 oraz przesuwem osiowym części rurkowej 2 nita 1.

Urządzenie nitujące do nitowania nitem 1 zrywalnym rurkowym, według wynalazku w przykładach wykonania, dotyczy nitowania tarciowego, wspomaganego laserowo, przy czym nit 1 zawiera część rurkową 2 w postaci cylindrycznej tulei 3 zakończonej przelotowym łbem 4 i część szpilkową 5 umieszczoną wewnątrz części rurkowej 2, a część szpilkowa 5 ma postać walcowego rdzenia 6 zakończonego od strony przeciwnej do łba 4 głową 7. Urządzenie nitujące jest urządzeniem adaptacyjnym przewidzianym do zamontowania na bazowej maszynie napędowej (nie pokazanej na rysunku), przy czym urządzenie zawiera głowicę nitującą 20 zaopatrzoną w tulejkę zaciskową 21, mocującą rdzeń 6 części szpilkowej 5 nita 1 oraz napędzaną obrotowo wokół swej osi obrotowej 22 w głowicy nitującej 20 i przesuwnie wzdłuż tej osi obrotowej 22.

Głowa 7 części szpilkowej 5 nita 1, zamocowana w tulejce zaciskowej 21 w głowicy nitującej 20, posiada stożkowe zakończenie 11, które ma postać wypukłej powierzchni 12, zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym i jest przewidziane do tarciowego przebicia otworu 8 pod nit 1. Głowica nit ują6

PL 225 587 B1 ca 20 zawiera tulejkę dociskową 23, współosiową z tulejką zaciskową 21 i napędzaną przesuwnie wzdłuż osi obrotowej 22, przy czym tą tulejką dociskową 23 część rurkowa 2 nita 1 jest wciśnięta do otworu 8 w łączonych materiałach 9, 10, a łeb 4 części rurkowej 2 nita 1 jest dociśnięty do górnej p owierzchni łączonego materiału górnego 9. Ponadto, urządzenie zawiera źródło laserowe 14, przewidziane do podgrzewania wiązką laserową 13 miejsca przebicia 16 nitem 1 łączonych materiałów 9, 10, przy czym wiązka laserowa 13 źródła laserowego 14 jest skierowana na miejsce przebicia 16 n item 1 łączonych materiałów 9, 10 pod ostrym kątem nachylenia α w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9. Źródło laserowe 14 jest zamocowane na uchwycie obrotowym 24. Tulejka dociskowa 23 głowicy nitującej 20 posiada nachyloną powierzchnię 25 do osi obrotowej 22 w głowicy nitującej 20 i dopasowaną kształtem do powierzchni łba 4 części rurkowej 2 nita 1 w pobliżu zewnętrznej krawędzi tego łba 4. Łeb 4 części rurkowej 2 nita 1, dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9, posiada od swej spodniej strony obwodowy rowek 19. Kąt nachylenia α wiązki laserowej 13 źródła laserowego 14 w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9 wynosi od 45° do 80°. Laser 15 źródła laserowego 14 posiada moc od 250 W do 1500 W i korzystnie ma postać lasera diodowego.

Urządzenie zawiera sterujący mikrokomputer 26 połączony poprzez wejściowe pierwsze linie sterujące 27 z pierwszym czujnikiem 28 prędkości obrotowej dla tulejki zaciskowej 21 w głowicy nitującej 20, drugim czujnikiem 29 drogi przesunięcia liniowego tej tulejki zaciskowej 21 oraz trzecim czujnikiem 30 drogi przesunięcia liniowego tulejki dociskowej 23 głowicy nitującej 20 i czwartym czujnikiem 31 prędkości obrotowej dla tej tulejki dociskowej 23, a ponadto sterujący mikrokomputer 26 jest połączony poprzez wejściową drugą linię sterującą 32 z piątym czujnikiem 33 położenia kątowego wiązki laserowej 13 oraz poprzez wyjściowe trzecie linie sterujące 34 z układem sterowania lasera 15 i napędu uchwytu obrotowego 24, zaś poprzez wyjściowe czwarte linie sterujące 35 z układem sterowania bazowej maszyny napędowej.

W podstawowym wykonaniu urządzenia jego źródło laserowe 14 zawiera wewnętrzny laser 15 umieszczony wewnątrz tego źródła laserowego 14.

W innym wykonaniu urządzenie zawiera dwa źródła laserowe 14, z których jedno jest położone od strony łączonego materiału górnego 9, a drugie od strony łączonego materiału spodniego 10.

W kolejnym wykonaniu urządzenia jego źródło laserowe 14 zawiera światłowód 36 połączony z zewnętrznym laserem umieszczonym na zewnątrz tego źródła laserowego 14.

Zasada działania rozwiązań według wynalazku jest opisana poniżej.

Miejscowe podgrzewanie lokalnie obniża plastyczność łączonych materiałów 9, 10 i przyspiesza tarciowe przebicie otworu 8 pod nit 1, przy czym takie podgrzewanie nadaje się zwłaszcza do połączeń klejowych, które następnie są nitowane, przez co w mniejszym stopniu dochodzi do ścinania na przykład warstwy kleju w okolicach scalenia.

Na figurze 1 pokazano wstępne nagrzewanie laserowe miejsca przebicia 16 nitem 1 łączonych materiałów 9, 10. Wiązka laserowa 13 doprowadzona przed wykonaniem połączenia nitowanego w miejsce przebicia 16 na obszarze 17 podgrzewa łączone materiały od 200 do 400°C w czasie od 2 do 6 sekund. Promienie wiązki laserowej 13 są położone pod kątem nachylenia α od 45° do 80° w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9, co pozwala na swobodne manipulowanie ruchami głowicy nitującej 20. Wykorzystany do tego celu laser 15, na przykład diodowy, posiada moc od 200 W do 4000 W, przy czym najbardziej odpowiednia moc jest zawarta w przedziale od 250 W do około 1500 W. Preferowana wielkość planiki laserowej jest dobrana tak, że średnica podgrzewanego obszaru 17 na łączonym materiale 9 lub 10 wynosi od 3,5 mm do 8 mm, przy czym wielkość optymalna wynosi około 4 mm. W wyniku doboru odpowiedniego kąta nachylenia α wiązki laserowej 13 uzyskuje się duże zbliżenie nita 1 do powierzchni łączonych materiałów 9, 10 tuż przed ro zpoczęciem operacji przebicia otworu 8, a poprzez małą wysokość jest zmniejszony czas na dotarcie i kontakt nita 1 z łączonymi materiałami 9, 10 po ich rozgrzaniu, przez co nie dochodzi do znacznego ochłodzenia nagrzanych wiązką laserową 13 materiałów 9, 10.

Figura 2 przedstawia dojazd głowicy nitującej 20 i tarciowe przebijanie otworu 8 nitem 1 w łączonych materiałach 9, 10. Po nagrzaniu źródłem laserowym 14, następuje dojazd głowicy nitującej 20 do łączonych materiałów 9, 10 i przystępuje się do tarciowego przebicia otworu 8, wykonując ruch obrotowy n i ruch postępowy f w dół. Środkowy element głowicy nitującej 20, w postaci tulejki zaciskowej 21, z zamocowaną sztywnie częścią szpilkową 5 nita 1 za jego rdzeń 6 zakończony głową 7, wykonuje ruch obrotowy n i ruch postępowy f, przez co głową 7 nita 1 jest sukcesywnie przebijany otwór 8 w łączonych materiałach 9, 10. Z kolei zewnętrzny element głowicy nitującej 20, w postaci

PL 225 587 B1 tulejki dociskowej 23 dociskającej łeb 4 części rurkowej 2 nita 1, wspartej luźno na jego części szpilkowej 5, wykonuje tylko ruch postępowy f w dół, przez co tuleja 3 części rurkowej 2 nita 1 jest wprowadzana płynnie w otwór 8 wykonywany głową 7 nita 1. Poprzez rozgrzanie wiązką laserową 13 jest ułatwione dalsze formowanie otworu 8 z udziałem tarcia powierzchni głowy 7 nita 1 o łączone materiały 9, 10, a ponadto takie rozgrzanie prowadzi do lepszego uformowania otworu 8 i zmniejszenia wypływki górnej 37 po stronie wprowadzenia nita 1 oraz wypływki spodniej 38 po stronie przeciwnej na krawędziach otworu 8. Dobierając odpowiednie parametry do konkretnego łączonego materiału minimalizuje się wielkość wypływek 37 i 38 stosując podgrzewanie wiązką laserową 13, zarówno od strony wprowadzenia Nita, 1 jak i od strony przeciwnej.

Na figurze 3 pokazano wspomaganie podgrzewania laserowego miejsca przebicia 16 drugim źródłem laserowym 14 od strony łączonego materiału spodniego 10. Dla lepszego efektu uplastycznienia łączonych materiałów 9, 10 trudno odkształcalnych, w trakcie przebijania warstw tych materiałów 9, 10, miejsce przebicia 16 jest również ogrzewane wiązką laserową 13 od strony spodniej, co wymaga ustawienia dwóch źródeł laserowych 14.

Figura 4 przedstawia formowanie głową 7 nita 1 kołnierza 18 na tulei 3 części rurkowej 2 nita 1. Z chwilą przebicia otworu 8 przez głowę 7 nita 1 elementy głowicy nitującej 20 nie są już dalej przesuwane w dół, przy czym głową 7 nita 1 nadal wykonuje się ruch obrotowy n, a ponadto ruch powrotny b. Od górnej strony łeb 4 nita 1 jest dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego 9 tulejką dociskową 23 głowicy nitującej 20, zaś od spodniej strony jest formowany kołnierz 18 na końcu tulei 3 tego nita 1 górną częścią jego głowy 7, którą to górną częścią kołnierz 18 jest dociskany także do spodniej powierzchni łączonego materiału spodniego 10.

Na figurze 5 pokazano stan po zerwaniu rdzenia 6 części szpilkowej 5 nita 1 w miejsc u przewężenia 39 na tym rdzeniu 6. Przy ustalonej, jak na fig. 4, pozycji tulejki dociskowej 23 głowicy nitującej 20, jej tulejką zaciskową 21 z zamocowanym górnym końcem rdzenia 6 nita 1 wykonuje się ruch powrotny b i obrotowy n aż do momentu zerwania rdzenia 6 w miejscu jego przewężenia 39. Wynikiem takich ruchów jest ostateczne i odpowiednie uformowanie kołnierza 18 na tulei 3 części rurkowej 2 nita 1, a przez to zakończenie połączenia materiałów 9, 10 tym nitem 1.

Zastosowanie podgrzewania wspomaganego wiązką laserową 13 pozwala na stosowanie mniejszych prędkości przebijania tarciowego otworu 8 o około 20 do 30%. Zredukowaniu podlega czas wytworzenia połączenia nitowanego nawet do 60% w stosunku do nitowania z udziałem samego tarcia nita 1 o łączone materiały 9, 10. Do wytworzenia wiązki laserowej 13 jest wykorzystany laser 15 o dowolnej konstrukcji w tym lasery półprzewodnikowe, na ciele stałym lub lasery gazowe. Ponadto, zastosowanie podgrzewania laserowego przed nitowaniem nitem zrywalnym rurkowym pozwala na zastosowanie jednego typu kształtu nita 1 do szerokiej gamy łączonych materiałów 9, 10.

Figura 6 przedstawia urządzenie nitujące ze źródłem laserowym 14 z laserem 15, ze schematem sterowania komputerowego, a fig. 7 - urządzenie nitującego w innym wykonaniu ze źródłem laserowym 14 zaopatrzonym w światłowód 36. Sterowanie urządzeniem do nitowania tarciowego wspomaganego wiązką laserową 13 opiera się na analizie wskazań sygnału czujników 28, 29, 3 0,31 i 33, a mianowicie pierwszego czujnika 28 prędkości obrotowej dla tulejki zaciskowej 21, drugiego czujnika 29 drogi przesunięcia liniowego tej tulejki zaciskowej 21, trzeciego czujnika 30 drogi przesunięcia liniowego tulejki dociskowej 23, czwartego czujnika 31 prędkości obrotowej dla tej tulejki dociskowej 23 i piątego czujnika 33 położenia kątowego wiązki laserowej 13. Sygnały z czujników są analizowane przez mikrokomputer 26, w którym są porównywane z wartościami zadanymi parametrów przez odpowiedni program sterujący. W pierwszej kolejności po pobraniu nita 1 i umieszczeniu go w tulejce zaciskowej 21 głowica nitująca 20 jest zbliżana na odległość umożliwiającą bezkolizyjny dostęp wiązki laserowej 13 do miejsca przebicia 16 łączonych materiałów 9, 10. Wiązka laserowa 13 jest podana na obszar 17, w który jest wprowadzany nit 1. Czas ogrzewania laserem 15 sterowanym przez mikrokomputer 26 jest zaprogramowany stosowanie do rodzaju łączonych materiałów 9, 10 i ich grubości, a dane te są przechowywane w pamięci mikrokomputera 26. Następnie jest wyłączany laser 15, przerywane ogrzewanie obszaru 17 na powierzchni łączonego materiału górnego 9 i załączany napęd z bazowej maszyny napędowej, który jest przekazywany poprzez głowicę nitująca 20 na jej tulejki 21, 23, przez co są nadane wymagane parametry ruchu nita 1 w zakresie prędkości jego ruchu postępowego f i obrotowego n. Głowa 7 nita 1 w wyniku ruchu postępowego f tulejek 21,23 naciska na łącz one materiały 9, 10, które podgrzane uprzednio wiązką laserową 13 są szybciej uplastycznione przez wytworzenie ciepła pod wpływem tarcia powierzchni głowy 7 nita 1 o łączone materiały 9, 10, najpierw materiał górny 9, a następnie materiał spodni 10. Łączone materiały 9, 10, na przykład blach, prze8

PL 225 587 B1 mieszczają się płynnie tak, że w konsekwencji zostaje przebity otwór 8 pod nit 1. Z czujników 29 i 30 drogi przesunięcia liniowego tulejek 21 i 23 głowicy nitującej 20 są wysyłane sygnały do mikrokomp utera 26, z którego jest wysyłany sygnał do programu sterującego bazową maszyną napędową, na której z kolei zainstalowana jest głowica nitująca 20 ze źródłem laserowym 14. Wówczas głowica nitująca 20 z nitem 1 przemieszcza się tak, że nit 1 jest wprowadzony w wytworzony tarciowo otwór 8 w łączonych materiałach 9, 10. Dopiero po wprowadzeniu nita 1 w łączone materiały 9, 10 jest włączony ruch powrotny b do góry tulejki zaciskowej 21 wraz z częścią szpilkową 5 nita 1, zaś tulejka dociskowa 23, dociskająca łeb 4 nita 1 pozostaje nieruchoma. Ruchowi powrotnemu b tulejki zacisk owej 21 towarzyszy również jej ruch obrotowy n, która jest przemieszczana do momentu uformowania kołnierza 10 na tulei 3 nita 1 i zerwania jego rdzenia 6, czemu towarzyszy określona wartość przesunięcia liniowego tulejki zaciskowej 21 w górę. Wówczas jest przekazywany sygnał z programu mikrokomputera 26 do odsunięcia tulejek 21, 23 od powierzchni łączonych materiałów 9, 10, a następnie sygnał do programu sterującego bazowej maszyny napędowej do odsunięcia głowicy nitującej 20 do pozycji wyjściowej. Cykl ruchów podczas nitowania zostaje zakończony.

Na figurach 8-13 przedstawiono dokumentację fotograficzną ze wstępnych badań prototypów rozwiązań według wynalazku, obejmującą przedstawienie układu narzędzi, wygląd nita 1 po wykon aniu otworu 8, wygląd powierzchni po wykonaniu otworu 8 przez nit 1, wygląd połączenia nitowanego oraz skan przykładowego rozkładu temperatury podczas przebijania tarciowego otworu 8 przez nit 1, a także wygląd prototypowego nita 1 w przekroju.

Wynalazek znajduje zastosowanie zwłaszcza do montażu cienkościennych konstrukcji blaszanych oraz w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym do łączenia trudno rozgrzewalnych materiałów z udziałem tarcia, a także wszędzie tam, gdzie nie ma dwustronnego dostępu do łączenia klasycznymi technikami spajania.

Wykaz oznaczeń

- nit,

- część rurkowa,

- tuleja,

- łeb,

- część szpilkowa,

- rdzeń,

- głowa,

- otwór,

- materiał górny,

- materiał spodni,

- zakończenie,

- wypukła powierzchnia,

- wiązka laserowa,

- źródło laserowe,

- laser,

- miejsce przebicia,

- obszar,

- kołnierz,

- obwodowy rowek,

- głowica nitująca,

- tulejka zaciskowa,

- oś obrotowa,

- tulejka dociskowa,

- uchwyt obrotowy,

- nachylona powierzchnia,

- mikrokomputer,

- pierwsza linia sterująca,

- pierwszy czujnik,

- drugi czujnik,

- trzeci czujnik,

- czwarty czujnik,

- druga linia sterująca,

PL 225 587 B1

- piąty czujnik,

- trzecia linia sterująca,

- czwarta linia sterująca,

- światłowód,

- wypływka górna,

- wypływka spodnia,

- przewężenie, α - kąt nachylenia, n - ruch obrotowy, f - ruch postępowy, b - ruch powrotny.

Claims (22)

1. Sposób nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego, przy czym nit jest zaopatrzony w część rurkową w postaci cylindrycznej tulei zakończonej przelotowym łbem i część szpilkową umieszczoną wewnątrz części rurkowej, a część szpilkowa ma postać walcowego rdzenia zakończonego od strony przeciwnej do łba głową, a nitowanie jest wspomagane laserowo, znamienny tym, że otwór (8) pod nit (1) w łączonych materiałach (9, 10) przebija się stożkowym zakończeniem (11) głowy (7) części szpilkowej (5) nita (1), a stożkowe zakończenie (11) ma postać wypukłej powierzchni (12), zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym, a podczas formowania połączenia nitowego podgrzewa się wiązką laserową (13) ze źródła laserowego (14) z laserem (15) miejsce przebicia (16) nitem (1) łączonych materiałów (9, 10), co najmniej od strony wprowadzenia nita (1), tuż przed wprowadzeniem nita (1) włączone materiały (9, 10), do temperatury skutecznego obniżenia granicy plastyczności łączonych materiałów (9, 10), korzystnie od 200°C do 400°C, przy czym w trakcie podgrzewania miejsca przebicia (16) wiązka laserowa (13) jest nachylona pod ostrym kątem nachylenia (α) w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9), a w trakcie przebijania otworu w łączonych materiałach (9, 10) korzystnie obraca się głową (7) części szpilkowej (5) nita (1) do momentu uformowania kołnierza (18) na tulei (3) części rurkowej (2) nita (1) i zerwania rdzenia (6) jego części szpilkowej (5).

2. Sposób nitowania według zastrz. 1, znamienny tym, że nitowanie prowadzi się z użyciem nita (1), którego łeb (4) jego części rurkowej (2) od swej spodniej strony posiada obwodowy rowek (19).

3. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że podgrzewanie źródłem laserowym (14) prowadzi się dookoła miejsca przebicia (16) łączonych materiałów (9, 10) na obszarze (17) o średnicy od 3,5 do 8 mm, korzystnie około 4 mm.

4. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że podgrzewanie źródłem laserowym (14) prowadzi się przez okres od 2 do 6 sekund.

5. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że dla źródła laserowego (14) do podgrzewania miejsce przebicia (16) łączonych materiałów (9, 10) wybiera się laser (15) o mocy od 200 W do 4000 W, korzystnie od 250 W do 1500 W, korzystnie laser diodowy.

6. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że kąt nachylenia (α) wiązki laserowej (13) w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9) podczas podgrzewania źródłem laserowym (14) wybiera się z zakresu od 45° do 80°.

7. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że do podgrzewania miejsce przebicia (16) łączonych materiałów (9, 10) stosuje się dwa źródła laserowe (14), z których jedno do podgrzewania od strony łączonego materiału górnego (9) i drugie od strony łączonego materiału spodniego (10).

8. Sposób nitowania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że podczas nitowania steruje się komputerowo ruchami nita (1) i korzystnie źródłem laserowym (14).

9. Sposób nitowania według zastrz. 8, znamienny tym, że komputerowo steruje się czasem załączania źródła laserowego (14), jego mocą i kątem nachylenia (α) wiązki laserowej (13).

10. Sposób nitowania według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że komputerowo steruje się obrotami i przesuwem osiowym części szpilkowej (5) nita (1) oraz przesuwem osiowym części rurkowej (2) nita (1).

PL 225 587 B1

11. Urządzenie nitujące do nitowania nitem zrywalnym rurkowym, zwłaszcza tarciowego, wspomaganego laserowo, przy czym nit zawiera część rurkową w postaci cylindrycznej tulei zakończonej przelotowym łbem i część szpilkową umieszczoną wewnątrz części rurkowej, a część szpilkowa ma postać walcowego rdzenia zakończonego od strony przeciwnej do łba głową zaś urządzenie zawiera głowicę nitującą zaopatrzoną w tulejkę zaciskową mocującą rdzeń części szpilkowej nita oraz napędzaną obrotowo wokół swej osi obrotowej w głowicy nitującej i przesuwnie wzdłuż tej osi obrot owej, znamienne tym, że głowa (7) części szpilkowej (5) nita (1), zamocowana w tulejce zaciskowej (21) w głowicy nitującej (20), posiada stożkowe zakończenie (11), które ma postać wypukłej powierzchni (12), zaokrąglonej w osiowym przekroju pionowym i jest przewidziane do przebicia otworu (8), zwłaszcza przebicia tarciowego, a głowica nitująca (20) zawiera tulejkę dociskową (23), współosiową z tulejką zaciskową (21) i napędzaną przesuwnie wzdłuż osi obrotowej (22), przy czym tą t ulejką dociskową (23) część rurkowa (2) nita (1) jest wciśnięta do otworu (8) włączonych materiałach (9, 10), a łeb (4) tej części rurkowej (2) dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9), a ponadto urządzenie zawiera źródło laserowe (14) z laserem (15), przewidziane do podgrzewania wiązką laserową (13) miejsca przebicia (16) nitem (1) łączonych materiałów (9, 10), przy czym wiązka laserowa (13) źródła laserowego (14) jest skierowana na miejsce przebicia (16) nitem (1) łączonych materiałów (9, 10) pod ostrym kątem nachylenia (α) w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9).

12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że źródło laserowe (14) jest zamocowane na uchwycie obrotowym (24).

13. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, znamienne tym, że tulejka dociskowa (23) głowicy nitującej (20) posiada nachyloną powierzchnię (25) do osi obrotowej (22) w głowicy nitującej (20) i korzystnie dopasowaną kształtem do powierzchni łba (4) części rurkowej (2) nita (1) w pobliżu zewnętrznej krawędzi tego łba (4).

14. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, znamienne tym, że łeb (4) części rurkowej (2) nita (1), dociśnięty do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9), posiada od swej spodniej strony obwodowy rowek (19).

15. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, znamienne tym, że kąt nachylenia (α) wiązki laserowej (13) źródła laserowego (14) w stosunku do górnej powierzchni łączonego materiału górnego (9) wynosi od 45° do 80°.

16. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, znamienne tym, że zawiera dwa źródła laserowe (14), z których jedno jest położone od strony łączonego materiału górnego (9), a drugie od strony łączonego materiału spodniego (10).

17. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, znamienne tym, że źródło laserowe (14) zawiera wewnętrzny laser (15) umieszczony wewnątrz tego źródła laserowego (14).

18. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, znamienne tym, że źródło laserowe (14) zawiera światłowód (36) połączony z zewnętrznym laserem umieszczonym na zewnątrz tego źródła laserowego (14).

19. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, albo 18, znamienne tym, że laser (15) źródła laserowego (14) posiada moc od 200 W do 4000 W, korzystnie od 250 W do 1500 W i korzystnie ma postać lasera diodowego.

20. Urządzenie według zastrz. 11 albo 12, albo 13, albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, albo 18, albo 19, znamienne tym, że zawiera sterujący mikrokomputer (26) połączony poprzez pierwsze linie sterujące (27) z pierwszym czujnikiem (28) prędkości obrotowej dla tulejki zaciskowej (21) w głowicy nitującej (20), drugim czujnikiem (29) drogi przesunięcia liniowego tej tulejki zaciskowej (21) oraz trzecim czujnikiem (30) drogi przesunięcia liniowego tulejki dociskowej (23) tej głowicy nitującej (20).

21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że sterujący mikrokomputer (26) jest połączony poprzez drugą linię sterującą (32) z piątym czujnikiem (33) położenia kątowego wiązki laserowej (13), a ponadto korzystnie poprzez trzecie linie sterujące (34) z układem sterowania lasera (15) i uchwytu obrotowego (24).

22. Urządzenie według zastrz. 20 albo 21, znamienne tym, że sterujący mikrokomputer (26) jest połączony poprzez czwarte linie sterujące (35) z układem sterowania bazowej maszyny napędowej.