Что представляет собой лазерная сварка

Лазерная сварка представляет собой сварку, энергетическим источником которой служит лазер. Лазерным лучом можно варить разнородные и однотипные металлы. В связи с тем, что поток энергии концентрируется в одной точке, металл плавится быстро, сварка осуществляется качественная и точная, даже если металлы толстые. Процесс может осуществляться автоматическим или полуавтоматическим способом.

Формирование луча (постоянного или импульсного) происходит в специальном генераторе, после чего фокусируется и идет на свариваемый предмет. Материал мгновенно нагревается, плавится. Шов выходит ровный, прочный, аккуратный.

Данный технологический процесс соединения металлов бывает 3 видов:

  1. Макросварка. Плавление свыше 1 мм.
  2. Мини-сварка. Проникает от 0.1 до 1 мм.
  3. Микросварка. Можно расплавить изделие до 100 мкм.

Обычно глубина плавления не более 4 мм. Лазерная же точечная сварка актуальна в тех сферах, где требуется ювелирная работа.

Лазерная сварка

Где применяют лазерную сварку?

Сварка лазерным лучом используется для соединения разных металлов: сталь, алюминий, титан, тугоплавкие металлы, медь, биметаллы, сплавы металлов, драгметаллы. Толщина изделий может варьироваться от нескольких десятых долей до каких-то миллиметров.

На заметку! Варить лазером светоотражающие металлы (медь и алюминий) тяжеловато.

Распространены лазерные станки на тех производствах, где работают с мелкими деталями, нужна сверхаккуратность и точность (изготовление ювелирных изделий, часов, электронных приборов). Также лазер широко используется во время изготовления:

  • различных приборов;
  • сложных механизмов.
  • труб;
  • авто-деталей и пр.

Лазерным лучом обрабатывают различные изделия из нержавейки. Кстати, качественные зубные протезы изготавливают именно при помощи этого оборудования.

Пользоваться лазером можно не только на производстве. Есть и ручные аппараты, которые предназначены для дома. Приобрести их может не каждый, так как их цена слишком велика. Оправдает себя покупка лишь в случае, если иные способы сварки не эффективны.

Уместна такая установка будет тогда, когда в работе важна сверхточность, быстрота.

Станок лазерной сварки

Достоинства и  недостатки сварки лазером

Лазерный станок — это бесспорно удобная вещь, но при работе с ней всплывают как преимущества, так и недостатки.

К плюсам относят:

  1. Точность. Работает установка безошибочно. Луч направляется четко в цель, даже если это мелкие детали.
  1. Качество. Появление дефектов сводится к минимуму, так как проваривание деталей идет глубокое, швы остаются узкие, вследствие чего деформирование деталей отсутствует. Испортить изделие может лишь не обученный, неквалифицированный мастер.
  2. Возможность сварки на дальнем расстоянии. Это позволяет работать в любых местах, даже самых труднодоступных.
  3. Одновременное сваривание 2-ух и больше деталей. Осуществить подобное можно при помощи призмы, расщепляющей луч, который потом направляется в разные стороны. Подобная процедура увеличивается производительность и уменьшается себестоимость.

Но несмотря на такое количество положительных моментов, есть и минусы, это:

  1. Большая стоимость оборудования.
  2. Низкий КПД аппарата.
  3. Сложность в работе (необходима высокая квалификация мастера).

Научиться управлять установкой все же можно, а что касается цены, то в руках у опытного мастера, потраченные деньги быстро окупятся.

Технология выполнения лазерной сварки

Чтобы качество сварки было высоким, важно правильно подобрать элементы и подготовить их к обработке.

Изначально счищается вся ржавчина, краска, окалины, грязь и пр. На деталях также не должно быть воды. Если какие-либо загрязнения не устранить, то потом останется пористость или холодные трещины. Зачистку проводить нужно металлическими щетками на стыке и в стороны на 10 см. Также необходимо зачищение торцевых поверхностей, прилегающих к участкам, которые свариваются. Следующий этап — обезжиривание.

При сборке деталей особое внимание обращается на подбор кромок по длине швов, зазор должен быть минимальным.

Внимание! Если материал толщиной больше 1 мм, то оставляется зазор не больше 6% (0.2 мм). Смещение в высоту — не свыше 25%.

Если основа готова, можно приступать непосредственно к сварке. Происходит процедура следующим образом:

  1. Лазерный луч направляется к началу шва.
  2. Идет нагревание металла, затем он плавится, появляется сварочная ванная.
  3. Потом нужно переместиться вдоль шва.
  4. Затем происходит кристаллизация швов.

По окончанию сварочных работ придется зачистить окалины. Благодаря лазерной обработке, получается ювелирная работа, особо прочные и долговечные швы.

Увидеть наглядно технологию лазерной сварки можно в видео ниже:

Способы сварки

Сварка может производиться двумя способами — стыковым и нахлесточным.

При стыковой не требуются присадки и флюс. Стык в данном случае сводится к минимуму (не более 0.2 мм). Лазерный луч фокусируется на стыке и тоже не выше 0.2 мм. Работа осуществляется плавлением на всю толщин, при интенсивности лучей не более 1 мВт/см2. При сваривании металлов этим способом, стоит побеспокоиться об их предохранении от окисления. Поможет сделать это аргон или азот. От пробоя защитит гелий.

Определение нахлесточной сварки — наложение металлических листов друг на друга, вследствие чего они соединяются под мощным излучением. Имеет место локальный прижим деталей, которые свариваются. Тут зазор не должен быть свыше 0.2 мм. Для более качественного результата делается двойной шов.

Процесс сварки

Используемое во время лазерной сварки оборудование

Подобное оборудование бывает разной мощности. Отличаются и технические характеристики.

Как уже упоминалось выше, есть полуавтоматические установки, работающие под контролем специалиста и автоматические. Последние могут быть роботизированные, которые функционируют без присутствия людей.

Еще оборудование бывает мобильным и крупногабаритным. Портативный станок идеален для домашнего использования. Полноразмерные аппараты приобретают обычно на производство.

Типы лазеров

В зависимости от того, какой тип лазера используется в работе, устройства бывают газовые, твердотоплевные, лазерно-дуговые. Последняя гибридная сварка пользуется популярностью пока мало. Для спаивания металлов применяют именно твердотоплевные и газовые установки.

Лазерная сварка крупным планом

Твердотоплевные аппараты состоят из рубина (активный элемент) и стекла с ионами неодима. Такие лазеры используются как в импульсном режиме, так и в постоянном.

Газовые установки генерируют лазерный луч за счет Не, СО2 и N2. Давление — не более 13.3 кПа. Бывают многолучевые и однолучевые аппараты. Первыми соединяют толстые тугоплавкие металлы. Вторыми — легкоплавкие детали из металла и тонкая сталь.

Подбирается установка, в зависимости от цели использования.

Популярные модели станков

Рассмотрим наиболее востребованные установки для лазерной сварки согласно ГОСТа и их краткую характеристику.

  1. E-fiber HW. Высокоскоростной оптоволоконный аппарат для лазерной сварки, позволяющий соединять металлические детали толщиной от 0.1 до 8 мм. Качество шва получается идеальное. Мощность бывает — 500, 1000, 1500 и 2000 ВТ. Имеется встроенный водяной чиллер.
  2. МУЛ-1. Малогаборитное устройство, которое легко плавит металлы, выполняет сварку, паяет драгметаллы. Можно применять для сварки оправ очков. Система вывода излучения — волоконная. Установка также состоит из 2-ух раздельных модулей. В 1-ом — источник питания, система охлаждения. Во 2-ом — сам механизированный излучатель,сварочная головка с микрочипом. Конструкция отличается своей компактностью и мобильностью. Работать можно при 220 В.
  3. WELD-WF. Небольшое устройство для сварки, которым очень удобно работать в местах, до которых трудно добраться. Тут есть манипулятор, соединяющийся с волокном. По волокну идет передача сгенерированного лазерного излучения. Мощность 1.5 кВт. Эта бытовая модель может работать везде, где есть электричество в 220 В.
  4. MSFL1530. Волоконно-лазерный станок идет с мощностью от 0,5 до 2,2 кВт. Предназначен для лазерной криволинейной резки металлических деталей. В данной модели отсутствует защитный кожух по всему станку, автоматизированная выдача/подача материалов.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector