Laserové zváranie je presná a efektívna metóda spájania materiálov
Stručne povedané, laserové zváranie ponúka vysokorýchlostné a kvalitné výsledky s minimálnym skreslením.
Je prispôsobiteľný širokej škále materiálov a možno ho prispôsobiť špecifickým potrebám každej aplikácie.
Jednou z veľkých výhod laserového zvárania je jeho všestrannosť.
Môže sa použiť na zváranie nielen kovov ako hliník, meď a nehrdzavejúca oceľ, ale aj rôznych iných materiálov.
Vrátane určitých termoplastov, skla a kompozitov.
Vďaka tomu je užitočný v rôznych odvetviach, od automobilového priemyslu až po elektroniku a dokonca aj výrobu zdravotníckych pomôcok.
Čo je laserové zváranie? [2. časť]
Reprezentácia špičkovej budúcnosti
Laserové zváranie je špičková technológia, ktorá využíva vysokoenergetický laserový lúč na presné spájanie materiálov, zvyčajne kovov, ich roztavením v mieste kontaktu.
Tento proces vytvára silný a odolný spoj s minimálnou deformáciou v porovnaní s tradičnými metódami zvárania.
Je rýchly, efektívny a schopný dosiahnuť vysoko kvalitné výsledky.
Srdce laserového zvárania
Srdcom laserového zvárania je samotný laserový lúč, ktorý generuje obrovské teplo.
Keď je laser zaostrený na kovový povrch, roztaví materiál a vytvorí malý roztavený bazén.
Táto vrstva rýchlo stuhne, zvyčajne v priebehu milisekúnd, akonáhle sa laser vzdiali, čo vedie k silnému spojeniu medzi časťami.
Proces je prísne kontrolovaný, čo znamená, že sú ovplyvnené iba zvárané oblasti, pričom zvyšok materiálu zostáva do značnej miery nedotknutý.
Pochopenie laserového zvárania
Jednoduchý spôsob, ako pochopiť laserové zváranie, je predstaviť si lupu, ktorá zaostruje slnečné lúče na malý bod.
Rovnako ako zaostrené svetlo dokáže roztaviť kus papiera, laserový lúč zameriava intenzívnu energiu na kovový povrch.
Spôsobuje jeho roztavenie a v niektorých prípadoch dokonca aj vyparenie.
Hustota výkonu laserového zvárania
Výkon laseru sa meria hustotou výkonu.
Čo je neuveriteľne vysoké – dosahuje milióny wattov na štvorcový centimeter.
Čím väčší je výkon laseru, tým rýchlejší môže byť proces zvárania a tým hlbšie môže teplo preniknúť do materiálu.
Vyšší výkon laseru však tiež zvyšuje cenu zariadenia.
Vďaka tomu je to významný faktor pri zvažovaní celkových nákladov na stroj.
Ste nováčikom v laserovom zváraní a ručnom laserovom zváraní?
Môžeme vám pomôcť!
Prečo je vláknový laser najlepší na laserové zváranie?
Vysvetlenie niektorých bežných typov laserov pri laserovom zváraní
Každý typ laseru má svoje silné a slabé stránky, vďaka čomu je vhodný pre rôzne aplikácie pri laserovom zváraní.
Vláknové lasery sú najuniverzálnejšie a najefektívnejšie, najmä na zváranie kovov.
CO2 lasery sú síce užitočné pre kruhové obrobky, ale vyžadujú si viac údržby.
Nd:YAG lasery sú ideálne pre špecifické úlohy, ako sú opravy foriem, ale ich nízka energetická účinnosť a vysoké náklady na údržbu môžu byť obmedzujúce.
Diódové lasery napokon ponúkajú vynikajúcu energetickú účinnosť, ale sú menej účinné, keď je potrebná vysoká presnosť.
Zváranie vláknovým laserom: Najobľúbenejšie a najpresvedčenejšie
Vláknové lasery sú v súčasnosti najobľúbenejšou a najpresvedčenejšou technológiou laserového zvárania.
Sú známe svojou vysokou energetickou účinnosťou, okolo 30 %.
Čo pomáha k lepšiemu tepelnému manažmentu a nižším prevádzkovým nákladom.
Infračervená vlnová dĺžka vyžarovaná vláknovými lasermi je dobre absorbovaná väčšinou kovov.
Vďaka tomu sú vysoko účinné pri širokej škále zváračských úloh.
Jednou z najväčších výhod vláknových laserov je ich schopnosť generovať a viesť laserový lúč cez optický kábel.
To umožňuje vysokú kvalitu lúča, zvýšenú presnosť a vyššiu hustotu energie, čo má za následok dobrú hĺbku privarenia pri zváraní.
Okrem toho, vláknové lasery majú minimálnu spotrebu spotrebného materiálu, čo znižuje náklady na údržbu a zložitosť.
Môžu sa tiež ľahko integrovať s robotmi alebo CNC strojmi, vďaka čomu sú veľmi všestranné v priemyselnom prostredí.
Ďalšou výhodou je, že výkon vláknových laserov je prakticky neobmedzený, čo umožňuje vysokovýkonné zváranie aj na hrubých materiáloch.
CO2 laser: Skvelý pre určité aplikácie
CO2 lasery boli prvým typom laseru používaného na priemyselné laserové zváranie a v určitých aplikáciách sa používajú dodnes.
Tieto lasery vyžarujú laserový lúč na báze plynu, ktorý nie je možné viesť cez optické vlákna.
Čo má za následok nižšiu kvalitu lúča v porovnaní s vláknovými lasermi.
Vďaka tomu sú menej presné pri niektorých zváracích aplikáciách.
CO2 lasery sa zvyčajne používajú na zváranie kruhových obrobkov, pretože laser je možné upevniť na mieste, zatiaľ čo sa obrobok otáča.
Vyžadujú si však viac údržby kvôli častej potrebe spotrebného materiálu, ako sú zrkadlá a plyny.
S priemernou energetickou účinnosťou okolo 20 % nie sú CO2 lasery také energeticky účinné ako vláknové lasery.
Výsledkom sú vyššie prevádzkové náklady.
Nd:YAG laser: Osvedčený s obmedzeniami
Nd:YAG (neodýmom dopovaný ytriovo-hliníkový granát) lasery sú osvedčenou technológiou v laserovom zváraní.
Ale prichádzajú s určitými obmedzeniami.
Majú nízku energetickú účinnosť, zvyčajne okolo 5 %.
Čo vedie k problémom s tepelným riadením a vyšším prevádzkovým nákladom.
Jednou zo silných stránok Nd:YAG laserov je ich schopnosť viesť laserový lúč pomocou optických vlákien, čo zlepšuje kvalitu lúča.
Stále je však ťažké zaostriť laserový lúč na malý bod, čo obmedzuje ich presnosť v určitých aplikáciách.
Nd:YAG lasery sa často používajú na špecifické úlohy, ako sú opravy foriem, kde je prijateľné väčšie zaostrenie.
Majú tiež vysoké náklady na údržbu, pretože spotrebný materiál, ako sú zrkadlá a lampy, si vyžaduje pravidelnú výmenu.
Diodový laser: Ťažké zaostrenie kvôli nízkej kvalite lúča
Diódové lasery sa stávajú bežnejšími v aplikáciách, ktoré vyžadujú vysokú energetickú účinnosť (okolo 40 %).
Táto vysoká účinnosť vedie k lepšiemu tepelnému manažmentu a nižším prevádzkovým nákladom v porovnaní s niektorými inými typmi laserov.
Jednou z hlavných nevýhod diódových laserov je však veľmi nízka kvalita ich lúča.
Čo sťažuje zaostrenie laseru na malú veľkosť bodu.
To obmedzuje ich presnosť v niektorých zváracích aplikáciách.
Napriek tomu sú diódové lasery stále užitočné pre určité materiály, najmä plasty, a v týchto aplikáciách sa dajú efektívne používať.
Chcete začať s ručným zváracím strojom s vláknovým laserom?
Zváranie vodivým a dierkovým laserom
Pochopenie bežnej zváracej techniky
Laserové zváranie možno rozdeliť na dva hlavné typy: vodivé zváranie a zváranie kľúčovou dierkou.
Tieto dva procesy sa líšia v tom, ako laser interaguje s materiálom a aké výsledky prinášajú.
Kľúčové rozdiely
Kvalita zvárania
Zváranie vodivosťou zvyčajne prináša čistejšie výsledky s menším rozstrekom a menším počtom defektov, zatiaľ čo zváranie kľúčovou dierkou môže spôsobiť viac rozstreku, pórovitosť a väčšiu tepelne ovplyvnenú zónu.
Rozloženie tepla pri zváraní
Zváranie vedením rovnomerne rozdeľuje teplo vo všetkých smeroch, zatiaľ čo zváranie kľúčovou dierkou sústreďuje teplo v užšom, kolmom smere, čo vedie k hlbšiemu prevareniu.
Rýchlosť zvárania
Zváranie kľúčovou dierkou je rýchlejšie, vďaka čomu je vhodné pre veľkoobjemovú výrobu, zatiaľ čo vodivé zváranie je pomalšie, ale ponúka väčšiu presnosť.
Zváranie vedením
Zváranie vedením je šetrnejší a pomalší proces. Pri tejto metóde laserový lúč roztaví povrch kovu.
Spôsobenie dosiahnutia teploty topenia kovu (bod, kedy sa premení na kvapalinu).
Ale neprekračujte teplotu odparovania (kde by sa kov premenil na plyn).
Teplo je rovnomerne rozložené v celom materiáli, čo znamená, že k prenosu tepla dochádza vo všetkých smeroch v rámci kovu.
Pretože vodivé zváranie taví materiál postupnejšie, dosahuje kvalitnejšie výsledky.
Patria sem minimálne rozstreky (malé kvapôčky roztaveného materiálu, ktoré môžu unikať počas zvárania) a nízke výpary, vďaka čomu je proces čistejší.
Keďže je však pomalšie, vodivé zváranie sa zvyčajne používa v aplikáciách, ktoré vyžadujú presnosť a vysoko kvalitné spoje, a nie rýchlosť.
Zváranie kľúčovou dierkou
Zváranie kľúčovou dierkou je na druhej strane rýchlejší a agresívnejší proces.
Pri tejto metóde laserový lúč roztaví a odparí kov, čím v materiáli vytvorí malý, hlboký otvor alebo kľúčovú dierku.
Intenzívne teplo laseru spôsobuje, že kov dosiahne teplotu topenia aj teplotu odparovania.
S časťou roztavenej vody, ktorá sa premení na plyn.
Pretože sa materiál odparuje, teplo sa prenáša kolmejšie na laserový lúč, čo vedie k hlbšiemu a užšiemu zvarovému kúpeľu.
Tento proces je oveľa rýchlejší ako vodivé zváranie, vďaka čomu je ideálny pre veľkoobjemové výrobné linky.
Rýchle a intenzívne teplo však môže spôsobiť rozstrek a rýchle tavenie môže tiež viesť k pórovitosti (drobné bublinky plynu zachytené vo vnútri zvaru).
A väčšia tepelne ovplyvnená zóna (HAZ) (oblasť okolo zvaru, ktorá je zmenená teplom).
Chcete vedieť, ktorá je správna technika zvárania
Pre vašu aplikáciu a podnikanie?
Od pútavých videí k informatívnym článkom
TIG zváranie verzus laserové zváranie: Ktoré je lepšie?
Čas uverejnenia: 25. decembra 2024