Principy a aplikace laserového svařování Česká republika

Laserové svařování obecně používá pro spojování materiálů kontinuální laserový paprsek. Jeho metalurgický fyzikální proces je velmi podobný procesu svařování elektronovým paprskem, to znamená, že mechanismus přeměny energie je dokončen prostřednictvím struktury „malé díry“. Při ozáření laserem s dostatečně vysokou hustotou výkonu se materiál odpaří a vytvoří malá díra. Tato malá díra naplněná párou funguje jako černé těleso a pohlcuje téměř veškerou energii dopadajícího světelného paprsku. Teplo se přenáší z vnější stěny této vysokoteplotní dutiny a taví kov obklopující otvor. V podstatě se jedná o proces interakce laseru s neprůhledným materiálem. Princip laserového svařování je znázorněn na obrázku 1.

Obrázek 1. Princip laserového svařování

Rozsah aplikace laserové svařování

V naší společnosti je při svařování nerezových kolejových vozidel bodové svařování dílů bočních stěn vozidel postupně nahrazováno svařováním laserem. Cílem je zlepšit přesnost a provozní efektivitu svařování, zvýšit provozní rychlost o 20 % až 30 % oproti současnosti a snížit náklady o 20 % až 30 %. Každé kolejové vozidlo obvykle vyžaduje 7000 až 8000 bodových svarů, a zpracovaný povrch po bodovém svařování vyžaduje následné odstranění černé barvy, což je časově náročné. Laserové svařování tyto dva problémy zlepšilo. V současné době lze laserovým svařováním dosáhnout požadavků na svařování tupých spojů, přeplátovaných spojů a dalších tvarů spojů plechů z nerezové oceli do 2.5 mm.

Výhody laserového svařování jsou vysoká rychlost svařování, nízký příkon svařovacího tepla, malá tepelně ovlivněná zóna, malé svařovací napětí, malá deformace obrobku a může získat vysoce kvalitní pevnost spoje a větší poměr hloubek k šířce. lze svařovat různé materiály, jako jsou žáruvzdorné kovy a materiály se silnou citlivostí na teplo, lze také použít pro svařování nekovových materiálů, jako je keramika a organické sklo; má dobrou přístupnost a paprsek se může pomocí reflexního zrcátka dostat do polohy, kde běžná metoda svařování nemůže svařovat, zvláště vhodná pro mikrosoučástky a laserové svařování na velké vzdálenosti. Nevyžaduje přímý kontakt s svarovou zónu a může procházet průhledným médiem ke svařování obrobků uvnitř uzavřených nádob, jako je svařování vysoce toxických materiálů, jako je slitina berylia, uvnitř skleněných nádob.