Эксперты в области
металлобработки

Лазерная сварка

LWB - сварка при помощи лазерного луча - способ соединения металлических и неметаллических деталей между собой посредством лазерной установки. Метод применяется для соединения металлов с металлами, а также для сварки стекла с металлическими частями.

Принцип действия

Принцип действия заключается в следующем: излучение, сформированное лазером, через фокусирующую систему направляется на свариваемые элементы. Часть полученного пучка меньшего сечения отражается, а часть попадает в середину материала. Материал поглощает выделяемое тепло, нагревается и расплавляется, после чего формируется сварной шов.

 

Технология лазерной сварки

Осуществляется лазерная сварка в Москве на воздухе или в среде аргона или углекислого газа (защитных газов). В вакууме, как в случае электронно-лучевой сварки, нет необходимости. Поэтому лазерную сварку применяют для крупногабаритных конструкций.

Лазерный луч: 

Лазерная сварка металла осуществляется в небольшой сварочной ванне, так как высокая концентрация энергии в процессе работы дает небольшую ширину зоны термического воздействия, при этом обеспечивается высокая скорость нагрева и последующего охлаждения участка.

 Эт особенность обуславливает высокую прочность соединения деталей, а также гарантирует малую подверженность деформациям сварной конструкции.

Пример: вилка карданного вала с лазерной сваркой служит в 3 раза дольше, чем у кардана с дуговой, так как площадь сечения шва уменьшается в 2 раза, а время сварки - в несколько раз. Деформации, которые вызывают износ раньше времени, почти отсутствуют.

Виды лазерной сварки

При лазерной сварке металла луч может быть непрерывным или импульсным.

  1. Непрерывная сварка. Непрерывный луч перемещает ванну по линии шва. Такую сварку можно сравнить с традиционным способом (аргонно-дуговой), где в расплавленную ванную новые участки добавляются путем захвата новых участков лучом, а уже готовые места постепенно охлаждаются. Шов в таком случае равномерно прогретый, также равномерно охлаждается. Недостатками метода является возможность прорыва тонкостенных изделий и вероятное возникновение оксидной пленки.

  1. Импульсная сварка. При таком способе лазерный излучатель перемещается по траектории работы, при этом лазер включается в точках. В период 3-5 мс при включении лазра формируется полусферическая сварная ванная, после чего излучатель передвигается к следующей точке. Последующая сварная ванная формируется путем соединения материала из предыдущей точки с текущей с добавлением нового материала. Ванные накладываются друг на друга со смещением (от 10% до 30% диаметра). Величина перекрытия влияет на герметичность, производительность работы и прочность шва. Преимущества метода: малое термическое влияние на деталь, возможность работать с малыми размерами, защита аргоном. Импульсная сварка более зависима от качества подготовки деталей, наличию зазоров, химсоставу частей.

 

Преимущества технологии лазерной сварки

Лазерная сварка металлов имеет ряд преимуществ.

  1. Высокая скорость работы. Скорость непрерывным потоком больше скорости традиционных видов сварки в несколько раз. Пример: сталь 20 мм электрической дугой при v=15 м/ч сваривают за 5...8 проходов, шов 20 мм. Лазером лист сварят за 1 проход при v=100 м/ч с шириной шва 5 мм. Сопоставима с лазерной только сварка импульсным излучением.

  2. Энергию можно дозировать в большом диапазоне.

  3. Создаются высококачественные соединения любых поверхностей.

  4. Система зеркал позволяет работать в труднодоступных местах.

  5. Возможно достижение высокой глубины оплавления, но термическое повреждение не уходит в ширину. Свойство важно при производстве малых деталей для радиотехники. Лазерная сварка не дает структурных изменений металла - нет дефектов, трещин, оплавления шва.

  6. Соединения осуществляются тонким швом за счет узкой направленности луча (вся энергия сосредоточена на площади до десятых миллиметра).

  7. Лазерный поток более мощный (поток когерентен, значит луч способен резонировать, что увеличивает мощность).

  8. Экономичность - лазерным лучом можно управлять на большом расстоянии, нет необходимости в малой близости к свариваемым частям.

  9. Способ бесконтактный и дает возможность работать даже через кварцевое стекло.

Во время работы сварщик одновременно контролирует десятки параметров, постоянно мониторя процесс сварки, за счет чего и достигается эффективный результат.

Недостатки 

Лазерной сварке характерен ряд недостатков:

  1. Высокая стоимость оснастки.

  2. Низкий КПД.

  3. Необходимы навыки, высокая квалификация и большой опыт работы сварщика.

  4. Из-за высоких температур возможно перегревание тонкостенных изделий, возможно возникновение цветов побежалости или оксидной пленки в случае сварки непрерывным лучом.

Сферы применения

Услугу лазерной сварки используют в различных отраслях: 

 

Заявка на расчет