Лазерная сварка — это точный и эффективный метод соединения материалов.
В заключение можно сказать, что лазерная сварка обеспечивает высокую скорость, высокое качество и минимальные деформации.
Он адаптируется к широкому спектру материалов и может быть адаптирован к конкретным потребностям каждого применения.
Одним из главных преимуществ лазерной сварки является ее универсальность.
Его можно использовать для сварки не только таких металлов, как алюминий, медь и нержавеющая сталь, но и целого ряда других материалов.
В том числе некоторые термопласты, стекла и композитные материалы.
Благодаря этому он находит применение в самых разных отраслях, от автомобилестроения до электроники и даже производства медицинского оборудования.
Что такое лазерная сварка? [Часть 2]
Представление о передовом будущем
Лазерная сварка — это передовая технология, использующая высокоэнергетический лазерный луч для точного соединения материалов, как правило, металлов, путем их расплавления в точке контакта.
Этот процесс создает прочное и долговечное соединение с минимальной деформацией по сравнению с традиционными методами сварки.
Это быстро, эффективно и позволяет получать высококачественные результаты.
Суть лазерной сварки
В основе лазерной сварки лежит сам лазерный луч, который генерирует огромное количество тепла.
Когда лазерный луч фокусируется на металлической поверхности, он расплавляет материал, образуя небольшую расплавленную лужу.
Эта ванна быстро затвердевает, обычно в течение миллисекунд, как только лазер удаляется, что приводит к прочному соединению между деталями.
Процесс строго контролируется, это означает, что воздействию подвергаются только свариваемые участки, а остальная часть материала остается практически нетронутой.
Понимание лазерной сварки
Проще говоря, лазерную сварку можно представить себе как увеличительное стекло, фокусирующее солнечные лучи на небольшой точке.
Подобно тому, как сфокусированный свет может расплавить лист бумаги, лазерный луч направляет мощную энергию на металлическую поверхность.
В результате он плавится, а в некоторых случаях даже испаряется.
Плотность мощности лазерной сварки
Мощность лазера измеряется в единицах плотности мощности.
Это невероятно высокий показатель — он достигает миллионов ватт на квадратный сантиметр.
Чем выше мощность лазера, тем быстрее может протекать процесс сварки и тем глубже тепло проникает в материал.
Однако, увеличение мощности лазера также приводит к повышению стоимости оборудования.
Это делает его важным фактором при рассмотрении общей стоимости оборудования.
Впервые сталкиваетесь с лазерной сваркой и ручной лазерной сваркой?
Мы можем помочь!
Почему волоконный лазер лучше всего подходит для лазерной сварки?
Объяснение некоторых распространенных типов лазеров, используемых в лазерной сварке.
Каждый тип лазера имеет свои сильные и слабые стороны, что делает их пригодными для различных применений в лазерной сварке.
Волоконные лазеры являются наиболее универсальными и эффективными, особенно для сварки металлов.
Хотя CO2-лазеры полезны для обработки круглых заготовок, они требуют более тщательного обслуживания.
Nd:YAG-лазеры идеально подходят для решения специфических задач, таких как ремонт пресс-форм, но их низкая энергоэффективность и высокие затраты на техническое обслуживание могут ограничивать их возможности.
Наконец, диодные лазеры обладают превосходной энергоэффективностью, но менее эффективны, когда требуется высокая точность.
Волоконно-лазерная сварка: самый популярный и проверенный метод.
В настоящее время волоконные лазеры являются наиболее популярной и проверенной технологией для лазерной сварки.
Они известны своей высокой энергоэффективностью, составляющей около 30%.
Это способствует лучшему управлению тепловым режимом и снижению эксплуатационных расходов.
Инфракрасное излучение, испускаемое волоконными лазерами, хорошо поглощается большинством металлов.
Это делает их весьма эффективными для широкого спектра сварочных работ.
Одним из главных преимуществ волоконных лазеров является их способность генерировать и направлять лазерный луч по волоконно-оптическому кабелю.
Это обеспечивает высокое качество луча, повышенную точность и более высокую плотность энергии, что приводит к хорошей глубине проплавления при сварке.
Кроме того, волоконные лазеры требуют минимального количества расходных материалов, что снижает затраты на техническое обслуживание и упрощает конструкцию.
Они также легко интегрируются с роботами или станками с ЧПУ, что делает их очень универсальными в промышленных условиях.
Еще одно преимущество заключается в том, что мощность волоконных лазеров практически не ограничена, что позволяет выполнять высокоэффективную сварку даже толстых материалов.
CO2-лазер: отлично подходит для определенных применений.
CO2-лазеры были первым типом лазеров, использованных для промышленной лазерной сварки, и до сих пор применяются в некоторых областях.
Эти лазеры излучают газовый лазерный луч, который невозможно направить через волоконную оптику.
Это приводит к снижению качества луча по сравнению с волоконными лазерами.
Это делает их менее точными для некоторых видов сварочных работ.
CO2-лазеры обычно используются для сварки круглых заготовок, поскольку лазер можно зафиксировать в нужном положении, в то время как заготовка вращается.
Однако они требуют более частого технического обслуживания из-за необходимости использования расходных материалов, таких как зеркала и газы.
CO2-лазеры, имеющие средний КПД около 20%, не так энергоэффективны, как волоконные лазеры.
В результате увеличиваются эксплуатационные расходы.
Nd:YAG лазер: проверен, но имеет ограничения.
Nd:YAG (неодим-легированный иттрий-алюминиевый гранат) лазеры — это проверенная технология в лазерной сварке.
Но у них есть и некоторые ограничения.
Они обладают низкой энергоэффективностью, обычно около 5%.
Это приводит к проблемам с регулированием температуры и увеличению эксплуатационных расходов.
Одним из преимуществ Nd:YAG-лазеров является их способность направлять лазерный луч с помощью волоконной оптики, что улучшает качество луча.
Однако по-прежнему сложно сфокусировать лазерный луч на малом участке, что ограничивает их точность в некоторых областях применения.
Nd:YAG-лазеры часто используются для решения специфических задач, таких как ремонт пресс-форм, где допустима большая фокусировка.
Кроме того, они сопряжены с высокими затратами на техническое обслуживание, поскольку расходные материалы, такие как зеркала и лампы, требуют регулярной замены.
Диодный лазер: затруднена фокусировка из-за низкого качества луча.
Диодные лазеры становятся все более распространенными в областях применения, требующих высокой энергоэффективности (около 40%).
Высокая эффективность обеспечивает лучшее управление тепловым режимом и снижение эксплуатационных расходов по сравнению с некоторыми другими типами лазеров.
Однако одним из главных недостатков диодных лазеров является очень низкое качество их лазерного луча.
Это затрудняет фокусировку лазера на небольшом пятне.
Это ограничивает их точность в некоторых областях сварки.
Несмотря на это, диодные лазеры по-прежнему полезны для работы с определенными материалами, особенно с пластмассами, и могут эффективно использоваться в этих областях применения.
Хотите начать работу с ручным волоконно-лазерным сварочным аппаратом?
Проводниковая и лазерная сварка с образованием сквозного отверстия
Понимание распространенных методов сварки
Лазерную сварку можно разделить на два основных типа: сварку при высокой температуре и сварку с образованием сквозного отверстия.
Эти два процесса различаются способом взаимодействия лазера с материалом и получаемыми результатами.
Ключевые различия
Качество сварки
При сварке проводящим током обычно получаются более чистые результаты с меньшим разбрызгиванием и меньшим количеством дефектов, в то время как сварка с образованием сквозного отверстия может привести к большему разбрызгиванию, пористости и большей зоне термического воздействия.
Распределение тепла при сварке
При кондуктивной сварке тепло распределяется равномерно во всех направлениях, тогда как при сварке с образованием сквозного отверстия тепло концентрируется в более узком, перпендикулярном направлении, что приводит к более глубокому проплавлению.
Скорость сварки
Сварка с образованием сквозного отверстия выполняется быстрее, что делает ее подходящей для крупносерийного производства, в то время как сварка проводником медленнее, но обеспечивает большую точность.
Сварка проводников
Сварка проводящим методом — это более щадящий и медленный процесс. При этом методе лазерный луч расплавляет поверхность металла.
В результате металл достигает температуры плавления (точки, в которой он превращается в жидкость).
Но не следует выходить за эти пределы до температуры испарения (когда металл превратится в газ).
Тепло распределяется равномерно по всему материалу, то есть теплопередача происходит во всех направлениях внутри металла.
Поскольку при кондуктивной сварке материал плавится более постепенно, получаются более качественные результаты.
Это включает в себя минимальное разбрызгивание (мелкие капли расплавленного материала, которые могут выходить во время сварки) и низкое содержание испарений, что делает процесс более чистым.
Однако, поскольку кондуктивная сварка является более медленным процессом, она обычно используется в тех случаях, когда требуется точность и высокое качество сварных соединений, а не скорость.
Сварка в форме замочной скважины
С другой стороны, сварка в сквозном отверстии — это более быстрый и агрессивный процесс.
При этом методе лазерный луч плавит и испаряет металл, создавая в материале небольшое глубокое отверстие или сквозное отверстие.
Интенсивный нагрев от лазера приводит к тому, что металл достигает как температуры плавления, так и температуры испарения.
При этом часть расплавленного металла превращается в газ.
Поскольку материал испаряется, тепло передается более перпендикулярно лазерному лучу, что приводит к образованию более глубокой и узкой сварочной ванны.
Этот процесс намного быстрее, чем сварка проводящим методом, что делает его идеальным для линий крупносерийного производства.
Однако быстрый и интенсивный нагрев может вызвать разбрызгивание металла, а быстрое плавление может также привести к образованию пористости (мельчайших пузырьков газа, застрявших внутри сварного шва).
А также более обширная зона термического воздействия (ЗТВ) (область вокруг сварного шва, которая изменяется под воздействием тепла).
Хотите узнать, какая техника сварки является правильной?
Для вашего приложения и бизнеса?
От увлекательных видеороликов до информативных статей
TIG-сварка против лазерной сварки: что лучше?
Дата публикации: 25 декабря 2024 г.