Лазерне зварювання – це точний та ефективний метод з'єднання матеріалів
Таким чином, лазерне зварювання пропонує високошвидкісні, високоякісні результати з мінімальними спотвореннями.
Він адаптується до широкого спектру матеріалів і може бути налаштований відповідно до конкретних потреб кожного застосування.
Одна з головних переваг лазерного зварювання – його універсальність.
Його можна використовувати для зварювання не лише металів, таких як алюміній, мідь та нержавіюча сталь, але й низки інших матеріалів.
Включаючи деякі термопласти, скло та композити.
Це робить його корисним у різних галузях промисловості, від автомобілебудування до електроніки та навіть виробництва медичних виробів.
Що таке лазерне зварювання? [Частина 2]
Представлення передового майбутнього
Лазерне зварювання — це передова технологія, яка використовує високоенергетичний лазерний промінь для точного з'єднання матеріалів, зазвичай металів, шляхом плавлення їх у точці контакту.
Цей процес створює міцне, довговічне з'єднання з мінімальною деформацією порівняно з традиційними методами зварювання.
Він швидкий, ефективний та здатний давати високоякісні результати.
Серце лазерного зварювання
В основі лазерного зварювання лежить сам лазерний промінь, який генерує величезне тепло.
Коли лазер фокусується на металевій поверхні, він плавить матеріал, утворюючи невелику розплавлену басейн.
Ця лужа швидко твердне, зазвичай протягом мілісекунд, після того, як лазер віддаляється, що призводить до міцного з'єднання між деталями.
Процес є суворо контрольованим, а це означає, що зварюються лише ділянки, решта матеріалу залишаються практично неушкодженими.
Розуміння лазерного зварювання
Простий спосіб зрозуміти лазерне зварювання – це уявити собі збільшувальне скло, яке фокусує сонячні промені на невеликій плямі.
Так само, як сфокусоване світло може розплавити аркуш паперу, лазерний промінь фокусує інтенсивну енергію на металевій поверхні.
Що призводить до його плавлення, а в деяких випадках навіть до випаровування.
Щільність потужності лазерного зварювання
Потужність лазера вимірюється густиною потужності.
Що неймовірно високо — сягає мільйонів ват на квадратний сантиметр.
Чим більша потужність лазера, тим швидшим може бути процес зварювання, і тим глибше тепло може проникнути в матеріал.
Однак, вища потужність лазера також збільшує вартість обладнання.
Що робить це суттєвим фактором, якщо враховувати загальну вартість машини.
Вперше займаєтесь лазерним та ручним лазерним зварюванням?
Ми можемо допомогти!
Чому волоконний лазер найкращий для лазерного зварювання?
Пояснення деяких поширених типів лазерів у лазерному зварюванні
Кожен тип лазера має свої сильні та слабкі сторони, що робить їх придатними для різних застосувань лазерного зварювання.
Волоконні лазери є найбільш універсальними та ефективними, особливо для зварювання металу.
Хоча CO2-лазери корисні для круглих заготовок, але потребують більше обслуговування.
Nd:YAG-лазери ідеально підходять для виконання певних завдань, таких як ремонт прес-форм, але їх низька енергоефективність та високі витрати на обслуговування можуть бути обмеженнями.
Зрештою, діодні лазери пропонують чудову енергоефективність, але менш ефективні, коли потрібна висока точність.
Волоконне лазерне зварювання: найпопулярніше та перевірене
Волоконні лазери наразі є найпопулярнішою та перевіреною технологією лазерного зварювання.
Вони відомі своєю високою енергоефективністю, близько 30%.
Що допомагає покращити терморегуляцію та знизити експлуатаційні витрати.
Інфрачервоне випромінювання, що випромінюється волоконними лазерами, добре поглинається більшістю металів.
Що робить їх високоефективними для широкого спектру зварювальних завдань.
Одна з найбільших переваг волоконних лазерів полягає в їхній здатності генерувати та направляти лазерний промінь через оптоволоконний кабель.
Це дозволяє забезпечити високу якість променя, підвищену точність і вищу щільність енергії, що призводить до хорошої глибини проникнення під час зварювання.
Крім того, волоконні лазери мають мінімальне використання витратних матеріалів, що зменшує витрати на обслуговування та складність.
Їх також можна легко інтегрувати з роботами або верстатами з ЧПК, що робить їх дуже універсальними в промислових умовах.
Ще однією перевагою є те, що потужність волоконних лазерів практично необмежена, що дозволяє виконувати високопродуктивне зварювання навіть товстих матеріалів.
CO2-лазер: чудово підходить для певних застосувань
CO2-лазери були першим типом лазерів, що використовувалися для промислового лазерного зварювання, і досі використовуються в певних сферах застосування.
Ці лазери випромінюють лазерний промінь на основі газу, який не може бути спрямований через оптоволоконну оптику.
Що призводить до нижчої якості променя порівняно з волоконними лазерами.
Це робить їх менш точними для деяких зварювальних робіт.
CO2-лазери зазвичай використовуються для зварювання круглих заготовок, оскільки лазер можна зафіксувати в одному положенні, поки заготовка обертається.
Однак вони потребують більше технічного обслуговування через часту потребу в витратних матеріалах, таких як дзеркала та гази.
Зі середньою енергоефективністю близько 20%, CO2-лазери не такі енергоефективні, як волоконні лазери.
Що призводить до вищих експлуатаційних витрат.
Nd:YAG лазер: перевірена ефективність з обмеженнями
Лазери Nd:YAG (леговані неодимом ітрієво-алюмінієвими гранатами) – це перевірена технологія лазерного зварювання.
Але вони мають деякі обмеження.
Вони мають низьку енергоефективність, зазвичай близько 5%.
Що призводить до проблем з терморегулюванням та збільшення експлуатаційних витрат.
Однією з переваг Nd:YAG-лазерів є їхня здатність направляти лазерний промінь за допомогою волоконної оптики, що покращує якість променя.
Однак, все ще важко сфокусувати лазерний промінь на невеликій точці, що обмежує їх точність у певних застосуваннях.
Nd:YAG-лазери часто використовуються для виконання певних завдань, таких як ремонт прес-форм, де прийнятний більший фокус.
Вони також мають високі витрати на обслуговування, оскільки витратні матеріали, такі як дзеркала та лампи, потребують регулярної заміни.
Діодний лазер: важко фокусуватися через погану якість променя
Діодні лазери стають все більш поширеними в застосуваннях, що вимагають високої енергоефективності (близько 40%).
Ця висока ефективність призводить до кращого терморегулювання та нижчих експлуатаційних витрат порівняно з деякими іншими типами лазерів.
Однак одним з головних недоліків діодних лазерів є дуже низька якість їхнього променя.
Що ускладнює фокусування лазера на плямі малого розміру.
Це обмежує їх точність у деяких зварювальних застосуваннях.
Незважаючи на це, діодні лазери все ще корисні для певних матеріалів, зокрема пластмас, і можуть бути ефективно використані в цих сферах застосування.
Хочете розпочати роботу з ручним лазерним зварювальним апаратом для волоконного лазера?
Зварювання кондуктивним та замковим лазером
Розуміння поширеної техніки зварювання
Лазерне зварювання можна розділити на два основні типи: зварювання кондуктивністю та зварювання замковою щілиною.
Ці два процеси відрізняються тим, як лазер взаємодіє з матеріалом, і результатами, які вони дають.
Ключові відмінності
Якість зварювання
Кондуктивне зварювання зазвичай дає чистіші результати з меншим розбризкуванням та меншою кількістю дефектів, тоді як зварювання замковою щілиною може спричинити більше розбризкування, пористість та більшу зону термічного впливу.
Розподіл тепла зварювання
Кондуктивне зварювання рівномірно розподіляє тепло в усіх напрямках, тоді як зварювання в замкову щілину фокусує тепло у вужчому, перпендикулярному напрямку, що призводить до глибшого проникнення.
Швидкість зварювання
Зварювання замковими отворами відбувається швидше, що робить його придатним для великосерійного виробництва, тоді як кондуктивне зварювання повільніше, але забезпечує більшу точність.
Кондуктивне зварювання
Кондуктивне зварювання — це щадніший і повільніший процес. У цьому методі лазерний промінь плавить поверхню металу.
Досягнення металом температури плавлення (точки, коли він перетворюється на рідину).
Але не перевищуйте температуру випаровування (де метал перетвориться на газ).
Тепло рівномірно розподіляється по всьому матеріалу, тобто теплопередача відбувається в усіх напрямках всередині металу.
Оскільки кондуктивне зварювання плавить матеріал поступовіше, воно забезпечує вищу якість результатів.
Це включає мінімальне розбризкування (дрібні краплі розплавленого матеріалу, які можуть виходити під час зварювання) та низький рівень вихлопних газів, що робить процес чистішим.
Однак, оскільки це повільніше, кондуктивне зварювання зазвичай використовується для застосувань, які вимагають точності та високої якості з'єднань, а не швидкості.
Зварювання замкових свердловин
З іншого боку, зварювання замковими щілинами є швидшим та агресивнішим процесом.
У цьому методі лазерний промінь плавить і випаровує метал, створюючи в матеріалі невеликий глибокий отвір або замкову щілину.
Інтенсивне нагрівання лазера змушує метал досягати як температури плавлення, так і температури випаровування.
При цьому частина розплавленої басейну перетворюється на газ.
Оскільки матеріал випаровується, тепло передається більш перпендикулярно до лазерного променя, що призводить до глибшої та вужчої зварювальної ванни.
Цей процес набагато швидший, ніж кондуктивне зварювання, що робить його ідеальним для виробничих ліній з великим обсягом виробництва.
Однак швидке та інтенсивне нагрівання може спричинити розбризкування, а швидке плавлення також може призвести до пористості (крихітних бульбашок газу, що затримуються всередині зварного шва).
І більша зона термічного впливу (ЗТВ) (ділянка навколо зварного шва, яка змінюється під дією тепла).
Хочете знати, яка техніка зварювання є правильною?
Для вашої програми та бізнесу?
Від захопливих відео до інформативних статей
TIG-зварювання проти лазерного зварювання: що краще?
Час публікації: 25 грудня 2024 р.