Лазерне зварювання є одним з найперших застосувань у промисловій лазерній обробці матеріалів. У більшості ранніх застосувань зварні шви, створені лазером, мають більш високу якість, що призводить до підвищення продуктивності. З розвитком типів лазерів, лазерні джерела тепер мають більшу потужність, різні довжини хвилі та більш широкий діапазон імпульсних можливостей. Крім того, поширення променя, апаратне та програмне забезпечення для керування машиною, а також технологічні датчики сприяють кращому новому розвитку процесу лазерного зварювання.
Лазерне зварювання має унікальні переваги, включаючи низьку тепловіддачу, вузьку зону плавлення та зону теплового впливу, а також чудові механічні властивості матеріалів, які раніше були складними для використання, які виробляють велике тепловведення деталей. Ці властивості роблять зварний шов, утворений лазерним зварюванням, міцнішим і привабливішим на вигляд. Крім того, час схоплювання, необхідний для лазерного зварювання, набагато менше. У поєднанні з лазерним датчиком стеження може бути реалізована автоматизація, що знижує вартість продукту. Всі ці нові технології ще більше розширили область застосування лазерного зварювання. У багатьох галузях промисловості з успіхом застосовується волоконне лазерне зварювання з використанням різних металів, форм компонентів, розмірів і об’ємів.
Акумуляторне зварювання
Зростання використання літієвих батарей в електромобілях і багатьох електронних пристроях означає, що інженери використовують волоконне лазерне зварювання при розробці продукції. Компоненти, що несуть струм, створені мідними або алюмінієвими сплавами, з’єднуються з серією батарей в батареї за допомогою оптоволоконного лазерного зварювання. Лазерне зварювання алюмінієвого сплаву (зазвичай серії 3000) і чистої міді для утворення електричного контакту з позитивним і негативним електродами батареї. Усі матеріали та комбінації матеріалів, що використовуються в батареї, є кандидатами для нового процесу волоконного лазерного зварювання. З’єднання внахлест, стикове та углове зварювання здійснюють різні з’єднання всередині батареї. Лазерне зварювання матеріалу наконечників до мінусової та позитивної клем утворить упакований електричний контакт. Останній етап складання та зварювання акумуляторної батареї, тобто герметизація з’єднання алюмінієвої банки, створює бар’єр для внутрішнього електроліту. Оскільки від акумулятора очікується надійна робота протягом 10 і більше років, вибір лазерного зварювання завжди може мати високу якість. Використовуючи правильне обладнання та процес для лазерного зварювання з оптоволоконного волокна, лазерне зварювання може стабільно отримувати високоякісні зварні шви з алюмінієвого сплаву серії 3000.
Точна механічна обробка та зварювання
Ущільнення, що використовуються на кораблях, хімічних нафтопереробних заводах і фармацевтичній промисловості, спочатку зварювали TIG. Оскільки вони використовуються у чутливих середовищах, ці компоненти точно обробляються та шліфуються матеріалами зі сплавів на основі нікелю, які стійкі до високої температури та хімічної корозії. Розмір пакету зазвичай невеликий, а кількість налаштувань велика. Зрозуміло, що в даний час складання цих компонентів покращено за допомогою оптоволоконного лазерного зварювання. Причини використання волоконного лазерного зварювання для заміни раннього процесу роботизованого дугового зварювання включають: якість лазерного зварювання є стабільною; Легко конвертувати з однієї конфігурації компонента в іншу, що зменшує час схоплювання та покращує вихід; Вартість може бути знижена, зібравши датчик лазерного стеження для автоматизації процесу лазерного зварювання.
Газонепроникне зварювання
Герметично закрита електроніка в медичних пристроях, таких як кардіостимулятори та інша електроніка, зробила волоконне лазерне зварювання кращим процесом для застосувань, які потребують найвищої надійності. Остання розробка процесу газонепроникного зварювання вирішила проблеми, пов’язані з лазерним зварюванням і кінцевою точкою зварювання, яка є ключовою позицією для повного газонепроникного зварювання. Попередня технологія лазерного зварювання створюватиме поглиблення в кінцевій точці, коли лазерний промінь вимкнено, навіть коли потужність лазера зменшується. Розширений контроль лазерного променя усуває западини в тонких і глибоких зварних швах. Результатом є стабільна якість зварного шва, відсутність пористості в кінцевій точці, покращений зовнішній вигляд і більш надійне ущільнення.
Аерокосмічне зварювання
Волоконне лазерне зварювання авіаційних сплавів на основі нікелю та титану вимагає контролю геометрії та мікроструктури зварного шва, включаючи мінімізацію пористості та контроль розміру зерна. У багатьох аерокосмічних застосуваннях втомність зварних швів є ключовим критерієм проектування. Тому інженери-конструктори майже завжди вказують, що поверхня зварювання є опуклою або злегка опуклою для підвищення міцності зварювання. Для цього для автоматизованого процесу використовується розливна лінія діаметром 1,2 мм. Додавання присадочного дроту до стикового з’єднання призведе до отримання послідовних коронок на верхньому та нижньому проходах. Забезпечуючи хорошу мікроструктуру зварного шва, вибір сплаву зварювального дроту також сприяє підвищенню механічних властивостей зварного шва.
Зварювання різнорідних металів
Можливість виготовлення виробів з використанням різних металів і сплавів значно покращує гнучкість проектування та виробництва. Оптимізація властивостей готових виробів, таких як корозійна, зносостійкість і термостійкість, при одночасному контролі витрат є поширеною мотивацією для зварювання різнорідних металів. Прикладом є з’єднання нержавіючої та оцинкованої сталі. Завдяки відмінній корозійній стійкості, нержавіюча сталь 304 та оцинкована вуглецева сталь широко використовуються в різних сферах застосування, наприклад, в кухонних приладах та авіаційних компонентах. Цей процес створює деякі особливі проблеми, особливо тому, що цинкове покриття спричинить серйозні проблеми з пористістю зварного шва. Під час зварювання енергія для розплавлення сталі та нержавіючої сталі випаровує цинк приблизно за 900 градусів, що набагато нижче, ніж температура плавлення нержавіючої сталі. Низька температура кипіння цинку призводить до утворення пари під час зварювання замкових отворів. Під час спроби виходу з розплавленого металу пари цинку можуть залишатися в затверділому зварному шві, що призводить до надмірної пористості зварного шва. У деяких випадках пари цинку будуть виходити разом із застиганням металу, утворюючи пори або шорсткість на поверхні зварювання. Оздоблення та механічне зварювання можна легко виконати за допомогою відповідного дизайну з’єднання та вибору параметрів лазерного процесу. На верхній і нижній поверхнях зварних швів внахлест з нержавіючої сталі 304 товщиною 0,6 мм і оцинкованої сталі товщиною 0,5 мм немає тріщин і пір.