Zasady i zastosowania spawania laserowego

Spawanie laserowe zazwyczaj wykorzystuje ciągłą wiązkę lasera do łączenia materiałów. Jego metalurgiczny proces fizyczny jest bardzo podobny do procesu spawania wiązką elektronów, co oznacza, że ​​mechanizm konwersji energii odbywa się poprzez strukturę „małego otworu”. Pod napromieniowaniem lasera o odpowiednio dużej gęstości mocy, materiał odparuje i utworzy mała dziura. Ta wypełniona parą mała dziura zachowuje się jak ciało czarne, pochłaniając prawie całą energię padającej wiązki światła. Ciepło jest przenoszone z zewnętrznej ściany tej wnęki o wysokiej temperaturze, topiąc metal otaczający otwór. W istocie jest to proces oddziaływania lasera z materiałem nieprzezroczystym. Zasadę spawania laserowego przedstawiono na rysunku 1.

Rysunek 1. Zasada spawania laserowego

Zakres zastosowania spawanie laserowe

W naszej firmie przy spawaniu pojazdów szynowych ze stali nierdzewnej zgrzewanie punktowe elementów ścian bocznych pojazdów stopniowo zastępujemy spawaniem laserowym. Celem jest poprawa precyzji i wydajności spawania, zwiększenie prędkości pracy o 20% do 30% w porównaniu do obecnych oraz zmniejszenie kosztów o 20% do 30%. Zwykle każdy pojazd szynowy wymaga wykonania od 7000 do 8000 zgrzein punktowych, a obrobiona powierzchnia po zgrzewaniu punktowym wymaga późniejszego usunięcia czerni, co jest czasochłonne. Spawanie laserowe poprawiło te dwa problemy. Obecnie spawanie laserowe może spełnić wymagania spawalnicze dla złączy doczołowych, zakładkowych i innych form połączeń płyt ze stali nierdzewnej w zakresie 2.5 mm.

Zaletami spawania laserowego są: duża prędkość spawania, niski dopływ ciepła spawania, mała strefa wpływu ciepła, małe naprężenia spawalnicze, małe odkształcenia przedmiotu obrabianego, a także możliwość uzyskania wysokiej jakości wytrzymałości złącza i większego stosunku głębokości do szerokości. Co więcej, można spawać różnorodne materiały, takie jak metale ogniotrwałe i materiały o dużej wrażliwości na ciepło, można je również stosować do spawania materiałów niemetalowych, takich jak ceramika i szkło organiczne; ma dobrą dostępność, a wiązka może osiągnąć położenie, w którym ogólna metoda spawania nie może być spawana przy pomocy lustra odblaskowego, szczególnie odpowiednia do mikroczęści i spawania laserowego na duże odległości. Nie wymaga bezpośredniego kontaktu z strefę spawania i może przechodzić przez przezroczyste media, aby spawać elementy wewnątrz szczelnych pojemników, na przykład podczas spawania wysoce toksycznych materiałów, takich jak stop berylu, w szklanych pojemnikach.