Сварка LASER
Лазерная сварка – процесс получения неразъемного соединения путем сплавления примыкающих поверхностей свариваемых частей с помощью излучения лазера.
LBW – Laser Beam Welding – сварка лазерным лучом.
Лазерный луч фокусируется на очень малую поверхность металла и создает на нем высокую плотность энергии, достаточную для плавления металла и сварки. При этом луч постепенно углубляется в деталь, оттесняя жидкий металл сварочной ванны на заднюю стенку кратера. Это позволяет получить большую глубину проплавления и малую ширину шва.В результате плавления и кристаллизации возникает прочное сцепление (сварной шов), основанное на межатомном взаимодействии.
Высокая концентрация энергии в луче позволяет достигать высоких скоростей сварки и высокую технологическую прочность шва.
Непревзойденная универсальность.
Локальность обработки, концентрация теплового воздействия, высокие скорости роста и уменьшения температуры в зоне обработки, а также возможность быстрого образования сварной ванны в заданном объеме позволяют широко применять лазерное излучение для реализации сварочного процесса.
Рассматриваемая технология позволяет сваривать толщины от нескольких долей миллиметров до десятков миллиметров.
Подходит для широкого спектра материалов: углеродистых сталей, нержавеющих сталей, алюминия, титана, пластмасс и других материалов. Лазер в состоянии сваривать материалы с высокой температурой плавления и материалы, имеющие высокую теплопроводность.
Ввиду малого количества расплава и короткого периода плавления он может соединять даже материалы, не поддающиеся свариванию обычными методами. В случае необходимости это достигается использованием присадок.
Лазерный луч предоставляет различные возможности соединения металлов. Он позволяет осуществлять поверхностное соединение заготовок и выполнять глубокие сварочные швы. Его можно использовать в комбинировании с обычными методами сварки и применять для пайки.
Роботизированная лазерная сварка - двойное преимущество.
В настоящее время активно развивается применение роботизированной лазерной сварки (LBW).
Возможность выдержать сверхвысокие длины фокусировки (до 2 метров) и тем самым обеспечить дистанционное соединение существенно расширяет границы применимости сварочного процесса и увеличивает производительность изготовления изделия.
Переход на автоматическую сварку с использованием роботов минимизирует время цикла в несколько раз по сравнению с традиционными технологиями. Это достигается,в том числе, эргономичной конструкцией сварочной оснастки для обеспечения быстрого цикла сборки изделия, высокими скоростями перемещения робота и организацией поточного производства с обеспечением единовременной сборки/сварки изделий.
Роботизированные системы являются единственной возможностью совмещения обрабатывающих операций, к примеру, обеспечения плазменного или лазерного раскроя, и последующего соединения с помощью смены горелки или режимов сварки без переустановки детали.
В настоящее время активно развивается применение роботизированной лазерной сварки (LBW).
Возможность выдержать сверхвысокие длины фокусировки (до 2 метров) и тем самым обеспечить дистанционное соединение существенно расширяет границы применимости сварочного процесса и увеличивает производительность изготовления изделия.
Переход на автоматическую сварку с использованием роботов минимизирует время цикла в несколько раз по сравнению с традиционными технологиями. Это достигается,в том числе, эргономичной конструкцией сварочной оснастки для обеспечения быстрого цикла сборки изделия, высокими скоростями перемещения робота и организацией поточного производства с обеспечением единовременной сборки/сварки изделий.
Роботизированные системы являются единственной возможностью совмещения обрабатывающих операций, к примеру, обеспечения плазменного или лазерного раскроя, и последующего соединения с помощью смены горелки или режимов сварки без переустановки детали.
Широчайшие возможности применения.
Лазерная сварка активно применяется в авиастроении, автомобилестроении, приборостроении, микроэлектронике, медицине и т.д.
Лазерная сварка эффективна при условии обоснованного и тщательного выбора области применения, особенно когда использование традиционных способов трудоемко, не дает результатов, технически неосуществимо или вообще невозможно:
- для получения прецизионных (высокоточных) конструкций, форма и размеры которых не должны меняться в результате соединения
- при необходимости позволяет значительно упростить технологию изготовления сварных изделий, скрепление является заключительной операцией, без последующей правки или механической обработки
- когда необходимо существенно повысить производительность, поскольку скорость ее может быть в несколько раз больше, чем у традиционных способов.
- при изготовлении крупногабаритных конструкций малой жесткости или с труднодоступными швами
При необходимости соединения трудно свариваемых, в том числе разнородных материалов, лазерная сварка может оказаться единственным процессом, обеспечивающим качественные сварные соединения.
Виды швов и технологии.
Точечный сплав получил распространение с первых дней появления импульсных твердотельных лазеров для выполнения неразъемных соединений в электронике и приборостроении. При тщательно отлаженном процессе возможно достижение скорости до 200 сварных точек в секунду.
Точечной сваркой соединяются тонколистовые материалы (при толщине 0,5...2,0 мм), проволока диаметром от 10 до 500 мкм, проволока к подложке, тонкие листы к массивным элементам.Диаметр сварных точек может составлять от 0,1 до 1,2 мм, а глубина проплавления h = 0,0З...1,3 мм
Шовная сварка обеспечивает надежное механическое соединение, высокую герметичность сварочного шва. Шовный сплав выполняют как с помощью импульсного излучения с высокой частотой генерации импульсов, так и с помощью непрерывного излучения.
Лазерная сварка с непрерывным излучением в несколько раз превышает по скорости традиционные способы сварки плавлением. Позволяет сваривать толстостенные детали.
Качество металла сварных соединений, выполненных непрерывным лазерным излучением, по сравнению с традиционными видами сварки очень высокое. Как правило, в этом случае механические свойства металла шва превосходят свойства основного металла в исходном состоянии.
Лазерная сварка импульсным излучением по скорости сопоставима с традиционными способами сварки, однако гарантирует высокое качество сварного соединения и обеспечивает технологическую воспроизводимость сварочного процесса.
В зависимости от толщины материала, сварку разделяют на две основные группы: соединение малых толщин и с глубоким проплавлением.Последняя принципиально отличается от сварки с не глубоким проплавлением, тем, что при образовании сварного соединения образуется газовый канал, по которому поднимается испаряемый металл. Зона провара имеет вытянутую форму, шов не широкий, глубокий.
Специфические преимущества.
Большой интерес к лазерной сварке обусловлен специфическими достоинствами:
- Не требует дополнительных расходных материалов (например, присадочных электродов или флюсов и пр.) под различные свариваемые металлы, переналадка под другие материалы определяется только параметрами лазерного излучения, которые просто и гибко настраиваются.
- Может осуществляться в любой среде и любых условиях, не требует наличия вакуума.
- Практически не вызывает деформации обрабатываемых изделий, так как зона теплового влияния минимальна.
- Высокая точность и производительность процесса достигается при соединении любых марок сталей.
- Допускается соединение разнородных материалов. В данном случае показывает высокую эффективность и качество сплава разнородных материалов
- Возможна по месту, без дополнительного закрепления изделий, поэтому возможна обработка изделий крупных габаритов.
- Используется в труднодоступных местах за счет средств доставки лазерного излучения к месту соединения.
