Лазерне зварювання: технології, види, переваги та застосування
Існує кілька типів зварювальних технік і застосувань, у тому числі MIG, TIG, зварювання електродом і порошковим дротом. У нас є багато ресурсів і статей, які обговорюють ці процеси зварювання. Сьогодні ми познайомимося з процесом лазерного зварювання, його принципом роботи, видами, перевагами та застосуванням.
Що таке лазерне зварювання
Лазерне зварювання (світло, підсилене стимульованим випромінюванням) — це процес зварювання плавленням, який використовує сфокусований лазерний промінь для з’єднання металів або термопластів. Це найдосконаліший тип зварювання, який використовується в різних галузях промисловості, від аерокосмічного та медичного обладнання до виготовлення ювелірних виробів тощо.
У чому полягає принцип технології лазерного зварювання?
У процесі лазерного зварювання висококонцентрований промінь світла фокусується на порожнинах між матеріалами, які з’єднуються. Потужний лазерний промінь плавить і сплавляє матеріали на їхніх швах у зварний шов. З таким висококонцентрованим джерелом тепла можна виконувати лазерне зварювання тонких матеріалів на високій швидкості. У більш товстих матеріалах лазерне зварювання може створити глибокі та вузькі шви.
Існує два види лазерного зварювання:
Термозварювання
При термічному зварюванні лазерний промінь нагріває поверхню матеріалу вище температури плавлення матеріалу. Цей процес використовується для отримання зварних швів, які не вимагають високої міцності шва. Цей тип зварювання можна виконувати за допомогою лазерів малої потужності менше 500 Вт. Теплопровідне зварювання створює гладкі та красиві зварні шви.
Зварювання замкової щілини
При зварюванні в замкову щілину лазерний промінь нагріває поверхню матеріалу до точки випаровування та проникає глибоко в матеріал. Це створює замкову щілину, що містить плазму. Температура піднімається до понад 10,000K. Цей тип зварювання можна виконувати за допомогою лазерів високої потужності понад 105 Вт/мм2.
Переваги лазерного зварювання
Лазерне зварювання є універсальним і може поєднуватися з дуговим зварюванням для створення гібридного лазерного дугового зварювання. Отриманий зварний шов поєднує в собі переваги лазерного та дугового зварювання. Зварні шви також мають зварні шви глибокого провару, що збільшує допуски для зварювання. Побічні ефекти, такі як внутрішні пори та тріщини, також зменшуються.
У порівнянні з традиційними процесами зварювання лазерне зварювання має такі переваги:
Менше калорій
Висококонцентрований лазерний промінь фокусується на меншій площі, що призводить до меншої зони теплового впливу (HAZ). У порівнянні зі звичайним зварюванням операції лазерного зварювання вимагають низької температури.
Скорочення часу зварювання
Незважаючи на те, що початкові інвестиції вищі, процес виявився економічно ефективнішим, ніж традиційне зварювання. Це пояснюється тим, що лазерне зварювання забезпечує вищу швидкість обробки, що покращує пропускну здатність і час виконання робіт.
Знизити ризик термічної деформації
Оскільки процес передбачає низьке підведення тепла, термічне навантаження менше. Сфокусований промінь розплавляє лише невелику ділянку металу, зводячи до мінімуму спричинене нагріванням напругу та деформацію всередині заготовки.
Висока точність
Лазерний промінь можна контролювати і фокусувати на невеликій площі. Це підвищить точність зварювання деталей. Настроюваний розмір паяного з’єднання робить його ідеальним для делікатних або тонких металів.
Лазерне зварювання
Лазерне зварювання має такі переваги, як висока точність, короткий час обробки, широкі допуски на матеріал і незмінна якість зварювання, що робить його придатним для широкого спектру застосувань.
Деякі області, де можна застосовувати лазерне зварювання, включають:
автомобільна промисловість
Лазерне зварювання забезпечує роботу без інструментів без необхідності змінювати зварювальні головки, що робить його ідеальним для автомобільної промисловості.
сталева конструкція
Лазерна технологія використовується в промисловості сталевих конструкцій, оскільки вона підвищує продуктивність і прискорює виробничі цикли. Лазерне зварювання дозволяє обробляти товсті металеві листи на високих швидкостях з високими допусками.
суднобудівна промисловість
У суднобудівній промисловості лазерне зварювання може бути використано для виготовлення контрольних і приводних гвинтів і рулів з високою точністю та необхідними допусками. Це зменшить витрату палива кораблем і збільшить швидкість судна.
інструментальне виготовлення
Висока точність систем лазерного зварювання робить їх придатними для виробництва інструментів. Ця технологія забезпечує рішення для виготовлення високоточних інструментів для формування, штампування та лиття.
Технологія лазерного зварювання використовує лазерний промінь як висококонцентроване джерело тепла для з’єднання матеріалів. Лазерний промінь нагріває і розплавляє краї матеріалу, утворюючи зварний шов. Лазерне зварювання має такі переваги, як висока точність, висока швидкість зварювання, короткий час обробки, широка толерантність до матеріалу та стабільна якість зварювання. Він підходить для широкого спектру застосувань і часто використовується для високоточного зварювання.
