Лазерная сварка

Основной принцип сварки заключается в том, чтобы расплавить основной и присадочный металл в месте самого соединения, чтобы они смогли образовать неразрывную связь. Сущность лазерной сварки практически полностью совпадает с данным принципом. Пусть она не так распространена, как остальные разновидности, но является востребованным в промышленности способом соединения, обладающим высокой точностью. Свое название данный метод получил благодаря тому, что соединение металла происходит путем воздействия лазера, который становится главным энергетическим источником. Лазерная сварка может использоваться для соединения как одинаковых, так и разнородных по составу металла заготовок. Активно ее используют в сварке электронной техники.

Процесс лазерной сварки металла

Такой способ появился в 60-х годах, после того как была изобретена лазерная установка, которая может воздействовать импульсами непрерывно. Здесь важно было обеспечить высокую концентрацию энергии, которая поможет достичь той температуры, которая требуется для расплавления металла. Диапазон допустимой толщины металла для соединения составляет от нескольких микрометров до нескольких сантиметров.

Преимущества

Лазерная сварка получила распространение в промышленности, чему способствовали ее положительные качества:

• Для сварки не требуется механическая обработка металла;
• После проведения процесса не нужны ни какие дополнительные правки;
• Технология обладает высокой точностью, так что можно качественно соединять тонкие и детали со сложным фигурным швом;
• В сравнение с другими методами соединения этот обладает высокой экологической безопасностью;
• Метод обладает высокой производительностью;
• Скорость сварки намного выше, чем у других вариантов;
• Место соединения является достаточно тонким, поэтому, близлежащие к нему области основного металла минимально подвергаются тепловому воздействию.

Недостатки лазерной сварки

При всех положительных сторонах здесь есть ряд серьезных недостатков, благодаря чему технология так и остается узкоспециализированной:

• Очень высокие цены на оборудование для проведения работ;
• Высокая себестоимость самого процесса сварки;
• Низкий коэффициент полезного действия, который достигает всего до 2%;
• Подходит только для узкого спектра процедур.

Разновидности

Лазерная сварка трубопроводов и прочих видов соединений может производиться несколькими типами аппаратов. Твердотельный обладает короткими и более слабыми волнами. Он чаще всего работает в импульсном режиме, но иногда требуется применять и беспрерывный режим, хотя здесь он менее эффективен. Отличие в принципе работы заключается в том, что лазерное излучение проходит из твердотельного элемента, которым является стеклянный стержень. При этом включается неодим, гранат и рубин. Сам стержень располагается в камере, освещение которой происходит при помощи лампы накачки. Она создает световые вспышки. Данный тип техники используется для  тонких электронных приборов и точечной сварки.

Газовый аппарат одинаково используется как в импульсном, так и в непрерывном режиме. Он обладает более высокой мощностью, так как здесь применяются высоковольтные источники тока. В аппарате используется поперечный тип прокачки, что дает ему компактность размеров. В среднем, максимальная толщина сварки для таких моделей составляет до 2 см. В качестве активной среды здесь выступают газы.

Станки для лазерной сварки метала можно купить здесь – http://lasergu.ru/katalog-category/lazernaya-svarka

Таким способом можно выделить еще две разновидности:

• Импульсная лазерная сварка скапливает большое количество энергии, а затем все накопленное воздействует на место соединение за короткий промежуток времени. Данная технология отлично подходит для металлов, которые сильно подвержены деформациям. Воздействие силы происходит преимущественно на поверхность, так что исключается глубокое проникновение. Импульсные установки обладают более высокой стоимостью, чем непрерывные.

Импульсная лазерная сварка

• Непрерывная лазерная сварка предназначена для создания сплошных швов, которые могут делаться не только поверхностно, но и глубокими. Зона проплавления почти не зависит от глубины и практически всегда остается узкой.

Непрерывная лазерная сварка

Технология

Лазерная сварка проводится путем воздействия лазерного излучения, сфокусированного пучком небольшого сечения. Частично этот пучок отражается от поверхности, но большая часть его проникает в основной металл. При проникновении происходит поглощение энергии, после чего металл нагревается и расплавляется, если достиг определенной температуры. Благодаря этому и формируется сварочный шов.

«Важно!

Уменьшение мощности зачастую происходит путем расфокусировки пучка, что не делает процесс более экономичным.»

Сварка производится в любом пространственном положении. Сварка производится при помощи дополнительных присадочных материалов, в качестве которых выступает сварочная проволока, порошок или лента. Условно технологию процесса можно разделить на:

• Макросварку – когда толщина проплавления составляет более 1 мм;
• Минисварку – когда толщина проплавления лежит в диапазоне 0,1-1 мм;
• Микросварку – при толщине проплавления до 0,1 мм.

Для проведения процесса не нужно создавать условия вакуума. Также не стоит использовать газовую среду в качестве защиты, так как это может привести преломлению и экранированию лазерного луча. При воздействии на кромки, луч оплавляет их, благодаря чему получается припой из того же материала, что и сделана сама заготовка. Регулировка силы пучка зависит от его плотности, так что при высокой концентрации можно добиться максимально высокой тонкости, которая практически не достижима для других видов сварки. В большинстве случаев лазерная сварка является автоматическим процессом и, кроме как для настроек и установки деталей, человеческий труд не требуется.

Лазерный станок для ювелирной сварки и пайки Sekirus P04 можно заказать здесь http://lasergu.ru/product/lazernyj-stanok-dlya-yuvelirnoj-svarki-i-pajki/

Техника безопасности

Применение лазерной сварки во многом является безопасным процессом, так как человек не контактирует с ней непосредственно, как это происходит при ручной дуговой. Но здесь есть свой ряд особенностей, которые может привести к травмам, если не применять технику безопасности. Главным правилом является недопущение попадание на пути лазера посторонних предметов. Здесь очень тонкий луч обладает высоким уровнем энергии, так что человеческая рука или еще что-либо, может быть очень легко пропалена. Перед использованием установки всегда нужно проверять ее работоспособность и исправность, чтобы не возникло ни каких проблем. Вблизи не должны находиться ни какие легко возгораемые предметы.

Стандарты

Данный процесс должен проводиться согласно определенным стандартам. Определяющим здесь является ГОСТ 28915-91. В нем прописаны все данные, необходимые для качественной импульсной сварки лазером, точечных соединений, а также все типы получаемых соединений, их параметры и так далее.

Особенности лазерной сварки стали

Сначала происходит очищение поверхности металлической заготовки от окалин, грязи, ржавчины и прочих посторонних веществ. Не допускается, чтобы на стали находилась влага. Зачистка осуществляется при помощи щеток по металлу. После зачистки поверхность желательно обезжирить. Затем идет подгонка деталей под сварку, чтобы кромки плотно прилегали друг к другу. Зазор если и должен быть, то его берут минимальным, около 5% от толщины свариваемого металла. при сборке используются прихватки. Здесь лучше использовать стыковое соединение, а не нахлесточное.

Схема лазерной сварки

Заключение

Сварка лазером относится к узкоспециализированным процессам. Ее технология является очень сложной, так как нужно знать множество нюансов самой техники. Дороговизна аппаратов делает ее трудно доступной для многих сфер, кроме тех, где она действительно востребована.