Лазерная сварка — точный и эффективный метод соединения материалов
Подводя итог, можно сказать, что лазерная сварка обеспечивает высокоскоростные и качественные результаты с минимальными искажениями.
Его можно адаптировать к широкому спектру материалов и адаптировать 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 ряда других материалов.
Включая некоторые термопластики, стекла и композиты.
Это делает его полезным в самых разных отраслях промышленности: от автомобилестроения до производства электроники и даже медицинского оборудования.
Что такое лазерная сварка? [Часть 2]
Представление передового будущего
Лазерная сварка — это передовая технология, которая использует высокоэнергетический лазерный луч для точного соединения материалов, как правило, металлов, путем их плавления в точке контакта.
Этот процесс создает прочное и долговечное соединение с минимальной деформацией по сравнению с традиционными методами сварки.
Он быстрый, эффективный и способен давать высококачественные результаты.
Сердце лазерной сварки
В основе лазерной сварки лежит сам лазерный луч, который генерирует огромное количество тепла.
Когда лазер фокусируется на металлической поверхности, он плавит материал, образуя небольшую расплавленную ванну.
Эта ванна быстро затвердевает, обычно в течение миллисекунд, после того как лазер отводится, что приводит к прочному соединению между деталями.
Процесс строго контролируется, то есть воздействию подвергаются только свариваемые участки, а остальной материал остается практически нетронутым.
Понимание лазерной сварки
Простой способ понять процесс лазерной сварки — представить себе увеличительное стекло, фокусирующее солнечные лучи в небольшую точку.
Так же, как сфокусированный свет может расплавить лист бумаги, лазерный луч фокусирует интенсивную энергию на металлической поверхности.
Заставляя его плавиться, а в некоторых случаях даже испаряться.
Плотность мощности лазерной сварки
Мощность лазера измеряется плотностью мощности.
Это невероятно много — достигает миллионов ватт на квадратный сантиметр.
Чем больше мощность лазера, тем быстрее может быть процесс сварки и тем глубже тепло может проникнуть в материал.
Однако более высокая мощность лазера также увеличивает стоимость оборудования.
Что делает это существенным фактором при оценке общей стоимости машины.
Вы новичок в лазерной сварке и ручной лазерной сварке?
Мы можем помочь!
Почему волоконный лазер лучше всего подходит для лазерной сварки?
Объяснение некоторых распространенных типов лазеров в лазерной сварке
Каждый тип лазера имеет свои сильные и слабые стороны, что делает их подходящими для различных применений в лазерной сварке.
Волоконные лазеры являются наиболее универсальными и эффективными, особенно для сварки металлов.
CO2-лазеры пригодны для обработки круглых деталей, но требуют более сложного обслуживания.
Лазеры Nd:YAG идеально подходят для решения определенных задач, например, ремонта пресс-форм, однако их низкая энергоэффективность и высокие затраты на техническое обслуживание могут ограничивать возможности.
Наконец, диодные лазеры обеспечивают превосходную энергоэффективность, но менее эффективны, когда требуется высокая точность.
Волоконная лазерная сварка: самая популярная и проверенная
Волоконные лазеры в настоящее время являются самой популярной и проверенной технологией лазерной сварки.
Они известны своей высокой энергоэффективностью — около 30%.
Что способствует лучшему терморегулированию и снижению эксплуатационных расходов.
Длина волны инфракрасного излучения, излучаемого волоконными лазерами, хорошо поглощается большинством металлов.
Что делает их высокоэффективными для широкого спектра сварочных работ.
Одним из самых больших преимуществ волоконных лазеров является их способность генерировать и направлять лазерный луч по оптоволоконному кабелю.
Это обеспечивает высокое качество луча, повышенную точность и большую 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 его.
Их также можно легко интегрировать с роботами или станками с ЧПУ, что делает их очень универсальными в промышленных условиях.
Еще одним преимуществом является то, что мощность волоконных лазеров практически не ограничена, что позволяет выполнять высокопроизводительную сварку даже толстых материалов.
CO2-лазер: отлично подходит для определенных применений
CO2-лазеры были первым типом лазеров, использовавшихся для промышленной лазерной сварки, и до сих пор используются в некоторых областях.
Эти лазеры излучают газовый лазерный луч, который невозможно направить по оптоволокну.
Что приводит к более низкому качеству луча по сравнению с волоконными лазерами.
Это делает их менее точными для некоторых видов сварки.
CO2-лазеры обычно используются для сварки круглых заготовок, поскольку лазер можно зафиксировать на месте, пока заготовка вращается.
Однако они требуют более частого обслуживания из-за необходимости частой замены расходных материалов, таких как зеркала и газы.
При средней энергетической эффективности около 20% CO2-лазеры не столь энергоэффективны, как волоконные лазеры.
Что приводит к более высоким эксплуатационным расходам.
Лазер Nd:YAG: проверено с ограничениями
Лазеры на иттрий-алюминиевом гранате (Nd:YAG) – это проверенная технология в лазерной сварке.
Однако они имеют некоторые ограничения.
Они имеют низкую энергоэффективность, обычно около 5%.
Что приводит к проблемам терморегулирования и более высоким эксплуатационным расходам.
Одной из сильных сторон лазеров Nd:YAG является их способность направлять лазерный луч с помощью волоконной оптики, что улучшает качество луча.
Однако по-прежнему сложно сфокусировать лазерный луч на небольшой точке, что ограничивает точность в некоторых применениях.
Лазеры Nd:YAG часто используются для решения специфических задач, например, ремонта пресс-форм, где приемлема более широкая фокусировка.
Они также требуют высоких затрат на техническое обслуживание, поскольку расходные материалы, такие как зеркала и лампы, требуют регулярной замены.
Диодный лазер: сложно сфокусировать из-за плохого качества луча
Диодные лазеры становятся все более распространенными в приложениях, требующих высокой энергоэффективности (около 40%).
Такая высокая эффективность обеспечивает лучшее тепловое управление и более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с некоторыми другими типами лазеров.
Однако одним из основных недостатков диодных лазеров является очень низкое качество их луча.
Это затрудняет фокусировку лазера на пятне малого размера.
Это ограничивает их точность в некоторых сварочных работах.
Несмотря на это, диодные лазеры по-прежнему полезны для некоторых материалов, в частности пластика, и могут эффективно использоваться в этих приложениях.
Хотите начать работу с ручным волоконно-лазерным сварочным аппаратом?
Кондуктивная и лазерная сварка с замочной скважиной
Понимание общепринятых методов сварки
Лазерную сварку можно разделить на два основных типа: кондуктивную сварку и сварку в замочную скважину.
Эти два процесса различаются по способу взаимодействия лазера с материалом и получаемым результатам.
Ключевые различия
Качество сварки
Кондуктивная сварка обычно дает более чистые результаты с меньшим количеством брызг и дефектов, в то время как сварка встык может привести к большему количеству брызг, образованию пор и большей зоне термического влияния.
Распределение тепла при сварке
Кондукционная сварка равномерно распределяет тепло во всех направлениях, тогда как сварка встык фокусирует тепло в более узком, перпендикулярном направлении, что приводит к более глубокому проплавлению.
Скорость сварки
Сварка в замочную скважину происходит быстрее, что делает ее подходящей для крупносерийного производства, в то время как кондукционная сварка медленнее, но обеспечивает большую точность.
Кондуктивная сварка
Кондуктивная сварка — более щадящий и медленный процесс. При этом лазерный луч плавит поверхность металла.
Доведение металла до температуры плавления (точки, при которой он превращается в жидкость).
Но не превышайте температуру испарения (когда металл превратится в газ).
Тепло равномерно распределяется по всему материалу, то есть передача тепла происходит во всех направлениях внутри металла.
Поскольку кондукционная сварка плавит материал более постепенно, она дает более качественные результаты.
Это включает в себя минимальное разбрызгивание (мелкие капли расплавленного материала, которые могут выделяться во время сварки) и низкое выделение дыма, что делает процесс более чистым.
Однако, поскольку кондуктивная сварка более медленная, ее обычно используют в случаях, когда требуется точность и высокое качество соединений, а не скорость.
Сварка в замочную скважину
С другой стороны, сварка в замочную скважину — более быстрый и агрессивный процесс.
При этом методе лазерный луч плавит и испаряет металл, создавая в материале небольшое глубокое отверстие или замочную скважину.
Интенсивное тепло лазера заставляет металл достигать как температуры плавления, так и температуры испарения.
Часть расплавленной массы 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 кондуктивной сварки, что делает его идеальным для линий крупносерийного производства.
Однако быстрый и интенсивный нагрев может вызвать разбрызгивание, а быстрое плавление может также привести к образованию пор (мельчайшие пузырьки газа, застрявшие внутри сварного шва).
И большая зона термического влияния (ЗТВ) (область вокруг сварного шва, которая изменяется под воздействием тепла).
Хотите узнать, какой метод сварки правильный?
Для вашего приложения и бизнеса?
От увлекательных видео до информативных статей
Сварка TIG или лазерная сварка: что лучше?
Время публикации: 25 декабря 2024 г.