Лазерне зварювання

1. Типи використовуваних лазерів
2. Застосування зварювання лазером
3. Ручна лазерне зварювання
4. Плюси і мінуси лазерного зварювання

У виробництві дуже важливим процесом є зварювання. Такий апарат, де лазер використовується як енергетичне джерело, називається лазерне зварювання, яка застосовується для з'єднання однакових і різнорідних металів. Це найбільш сучасний спосіб для зварювання металевих частин, який в останні роки все більше привертає до себе уваги.

Така зварювання була створена в 60-і роки ХХ століття. Плюс випромінювання лазера - висока накопичення енергії. Це дозволяє з'єднати різні метали і сплави товщиною від мікрометра до одного сантиметра.

Мікрозварювання з'єднує матеріал товщиною до 100 мкм, міні-зварювання проплавляющей на глибині від 0.1 до 1 мм, макросварка здатна згуртувати деталі завтовшки понад 1 мм. Залежно від положення деталей і лазерного променя, схема спайки може бути:

• встик;
• внахлест;
• кутова;
• інші варіанти.

Читайте також:

Як повинні виглядати правильні зварні шви .

Як холодної зварюванням користуватися правильно.

Типи використовуваних лазерів

Схема гібридної лазерного зварювання.

Установки для зварювання лазером бувають твердотільні і газові.

У твердотільної використовується стрижень з рожевого рубіна, в якому іони хрому нагріваються при опроміненні і віддають накопичену енергію.Конци рубінового підстави Сріблом, яке має властивість відбивати світло. Утворюються напівпрозорі і прозорі дзеркала, від яких іони хрому відбиваються і переміщаються навколо рубінового стрижня по спіралі, задіють такі іони і формують безперервне дію. Трапляється енергетичний вибух, який рухається через наполовину прозоре скло і збирається лінзою в точку зварювального апарату. Мінус твердотільного лазера - робота тільки в безперервному режимі, а в імпульсному дуже низький ККД (від 0.01 до 1%).

Якщо порівнювати газовий лазер і твердотільний, то у газового вище потужність і рівень ККД. Пристрій такого лазера - кругла трубка, наповнена газом по обидва боки, притиснута напівпрозорим і непрозорим паралельними дзеркалами. У трубці знаходяться електроди, між ними під впливом розряду з'являються жваві електрони, які задіюють частки газу. Коли вони повертаються в первинний стан, утворюються кванти світла, які збираються і направляються в місце спайки. Величезним перевагою газових лазерів є те, що вони функціонують в обох режимах: імпульсному і безперервному.

Сварка сплавів великої товщини здійснюється з глибоким проплавлением, тобто формується парогазовий канал, що дуже відрізняється від з'єднання металів меншої товщини. Для того щоб при зварюванні не з'являвся недоліки і шов був хорошої якості, підбирається необхідна потужність. Швидкість 0.2-0.3 см / с забезпечує високу продуктивність і якісне скріплення деталей без дефектів.

Застосування зварювання лазером

Різниця лазерної пайки та лазерного зварювання.

Лазерні зварювальні апарати використовуються все частіше через якість, екологічності та швидкості процесу.

Апарат для лазерного зварювання застосовується:

1. Для з'єднання стали. Така зварювання стали забезпечує високу міцність з'єднань, акуратність швів, мінімізацію корозії, високу швидкість охолодження. Перед початком зварювання конструкцій необхідно підготувати кромки деталей: очистити від іржі окалини і видалити вологу. Підганяють деталі і частини конструкції під зварювання з найбільшою точністю. Як захисний газ використовують чистий гелій або його суміш з аргоном.
2. Для спайки металевих конструкцій. лазерна зварювання металу здійснюється з глибоким проплавлением. Важливим прийомом для цього є застосування присадочного матеріалу, що забезпечує можливість регулювати склад шва, а також знизити вимоги до точності складання частин конструкції під спайку. особливість такий зварювання в тому, що використовується присадний дріт в діаметрі до 1 мм і правильна подача її за допомогою спеціальних механізмів під лазерне випромінювання. Якщо працювати зі швидкістю 25-30 мм / с, то знижується кількість деформацій, в порівнянні з дугового спайкою металів. Основні переваги з'єднання металу з глибоким проплавлением - потужне випромінювання, необхідна швидкість зварювання. Таке сильне випромінювання збільшує здатність проплавлять і формувати якісний шов. Зверніть увагу, що лазерне випромінювання в діаметрі має бути від 0.5 до 1 мм. Якщо промінь менше зазначеного діаметра, це може привести до перегріву металу шва, часткового випаровування його і утворення дефектів. Якщо ж промінь більше 1 мм, то ефективність знижується в кілька разів, що може привести до переломленню шва.
3. Для ремонту очок. Лазерне зварювання очок - оптимальний спосіб полагодити оправи з різних металів і сплавів. Місце з'єднання виходить міцним і однорідним завдяки тому, що в зварюванні не використовується припой. Процедура ремонту триває не більше 20 хвилин, шов не забруднений частками припою або електродів, а в місці з'єднання залишається невеликий шов, який непомітний після шліфування. Для ремонту очок необхідно вибрати правильне обладнання з потрібною потужністю, так як малопотужні лазери не можуть пропаять матеріали з високою теплопровідністю.
4. Для ремонту ювелірних виробів. Лазерна пайка надає можливість ремонту срібних і золотих виробів максимально акуратно, без деформації. Прикраса не нагрівається повністю при проведенні роботи, а тільки частково, в місцях, які необхідно з'єднати. Ще один плюс в тому, що не потрібно витягувати дорогоцінні камені з вироби, адже при використанні лазерного випромінювання не порушується цілісність прикраси.
5. Для з'єднання алюмінієвих, магнієвих і титанових сплавів. режими зварювання вибираються для забезпечення потрібної геометрії шва, запобігання формування холодних тріщин і створення гарного шва.

Ручна лазерне зварювання

Пристрій лазера для зварювання.

Вже існує обладнання для лазерного зварювання, яке функціонує в ручному режимі. З його допомогою можна робити своїми руками:

• точкову спайку;
• ремонт ювелірних прикрас;
• ущільнення матеріалів тільки поверхнево;
• обробку медичного обладнання;
• ремонт оправи окулярів.

Ручний зварювальний апарат може підвищити продуктивність, адже його швидкість набагато швидше, а зварні вироби більш високої якості. Наприклад, безперервним променем сталевий лист товщиною 20 мм зварюється за 1 прохід зі швидкістю 100 м / ч, а електричною дугою такий лист зварюють з швидкістю в 20 м / ч за 6-8 проходів.

Не варто забувати про те, що лазери випромінюють потужний промінь, який буває видимий і невидимий. У більшості випадків лазерний зварювальний апарат випромінює невидимий промінь інфрачервоного світла. Якщо не дотримуватися запобіжних заходів, то такий промінь може потрапити в очі або на шкіру.

Потрібно вибирати якісне обладнання для зварювання лазером, яке має правильну конструкцію, оснащено кришками для безпеки. Якщо ретельно дотримуватися запобіжних заходів, зварювальний апарат не буде небезпечним для вашого здоров'я.

Плюси і мінуси лазерного зварювання

Основними причинами, щоб використовувати апарат лазерного зварювання, є:

• швидкість з'єднання матеріалів;
• з'єднання різних матеріалів без механічної обробки;
• висока продуктивність роботи;
• чистота, зварювальні шви не забруднені частинами припою;
• висока міцність виробів і стійкість до корозії;
• відсутність обмежень по товщині матеріалів;
• можливість зварювання ювелірних прикрас без втрати покриття;
• мінімальна зона нагрівання;
• можливість з'єднання в важкодоступних місцях;
• відсутність виділення шкідливих парів.

Недоліки лазерного обладнання:

• потрібно купити дорогу установку;
• необхідний персонал з високою кваліфікацією;
• присутність вібрацій;
• необхідно використовувати платформи, стійкі до вібрації;
• потрібно захистити персонал від лазерного випромінювання.

Лазерне зварювання може виявитися єдиним процесом, який може забезпечити якісні з'єднання важко зварюються матеріалів і конструкцій з важкодоступними швами.