Преимущества лазерной сварки металла

Лазерная сварка используется уже более 30 лет, но до недавнего времени она применялась выборочно. Однако благодаря современным технологиям ЧПУ она стала использоваться гораздо чаще для производства деталей и изделий в различных отраслях промышленности.

При лазерной сварке выделяется меньше тепла, по сравнению с традиционными процессами, результатом является меньшее искажение, большая точность и более высокое качество результатов. 

В отличие от лазерных сварочных аппаратов прошлого, современные машины управляются и работают с помощью компьютеров, которые передают им инструкции, что устраняет необходимость в ручных процессах. Благодаря такой высокой степени автоматизации процесса - от проектирования деталей в программах CAD до завершения изготовления деталей - лазерные сварочные аппараты предоставляют пользователям массу преимуществ. Для лучшего понимания этих машин и того, почему они выгодны для современных производителей, тем, кто рассматривает эту технологию, может быть полезен курс повышения квалификации.

В контексте лазерной сварки деталей из листового металла основной процесс довольно прост: Два точно вырезанных листа металла удерживаются вместе, когда лазерный луч направляется на место соединения металлических кромок деталей. Расплав соединяет обе детали и образуется сварочный шов.

Для сварки материалов требуется температура чуть выше точки плавления, поэтому в традиционных процессах сварки температура плавления конкретных материалов может быть ограничена. Однако это не относится к лазерной сварке, поскольку она обеспечивает максимальную гибкость в отношении температур.

Температуры плавления материалов, которые можно обрабатывать лазерной сваркой:

• Сталь: 1400 градусов C;
• Медь: 1085 градусов C;
• Стекло: 600-800 градусов C;
• Алюминий: 600 градусов C;
• Пластмассы: 150 - 350 градусов C.

Благодаря концентрации тепла, производимого лазерным лучом малого размера, толстые и тонкие материалы могут быть соединены без значительных тепловых искажений, если таковые вообще имеются. Это означает, что большинство требований к последующей обработке отпадает. Для тех, кто привык к зонам термического влияния, образующимся при традиционных процессах сварки, таких как TIG и MIG, шлифовка и отделочные операции являются обычным делом. С лазерной сваркой дело обстоит иначе.

Современные лазерные сварочные аппараты также позволяют сваривать сложные по своей природе формы, включая сварку по нескольким осям. Поскольку головка инструмента движется по требуемой траектории практически бесконтактно, а передача сигнала на заготовку происходит по воздуху, направляющие и подшипники руки робота практически не подвергаются износу.

Наконец, как и в случае с лазерными оптоволоконными станками для резки металла и с лазерными CO2 станками, затраты на техническое обслуживание и расходные материалы минимальны. Тем не менее, необходимо учесть расход газа и проволоки, если и когда этого требует процесс.

Точность и низкое тепловыделение - два наиболее выдающихся свойства лазерных сварочных аппаратов, но еще одним преимуществом является скорость работы аппаратов. В идеальных условиях пользователи могут сваривать длинный и прямой бесконечный шов со скоростью 60 м/мин. Это означает, что даже толстые листы металла могут быть аккуратно соединены в течение нескольких секунд. Поэтому неудивительно, что все больше производителей используют лазерную сварку.

Сочетание высоких скоростей и низких температур также обеспечивает минимальную инвазивность. Полный нагрев основного материала не требуется, поэтому избирательное тепловое расширение не происходит. Это означает, что пользователи избегают деформации детали после охлаждения, что также снижает необходимость выполнения отделочных операций на сваренной детали.

Равномерный импульсный луч лазерной сварки также играет важную роль в достижении особо чистого шва. При традиционной сварке может возникать сварочный грат, но при лазерной сварке этого удается избежать.

Как уже упоминалось, одним из самых больших преимуществ лазерной сварки являются различные типы материалов, которые можно сваривать с помощью лазерного сварочного оборудования. Возможность сваривать разнородные материалы также является привлекательным преимуществом. В отличие от обычных сварочных процессов, лазерная сварка может применяться к листам большей толщины. Благодаря переменным температурам, используемым при лазерной сварке, процесс сварки относительно нечувствителен к отдельным типам металлов. Поэтому, будь то сварка меди, нержавеющей стали или конструкционной стали, лазерная сварка позволяет выполнять сварочные работы с неизменной точностью.

Когда речь идет о сварке алюминия, только алюминиево-марганцевый сплав можно сварить без присадочного материала. Все остальные сплавы могут быть сварены лазером с помощью присадочных материалов. Это особенно относится к соединениям алюминия с кремнием.

• Высокая скорость;
• Высокая точность;
• Стабильное качество;
• Широкий допуск к материалу;
• Отсутствие образования заусенцев и тепловых искажений, что позволяет снизить или исключить требования к последующей обработке.

Сегодня лазерные сварочные аппараты находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности. Некоторые из отраслей, в которых лазерная сварка используется чаще всего, - автомобильная, медицинская, аэрокосмическая и электронная.

В автомобильной промышленности лазерная сварка стала популярной благодаря тому, что она не требует использования инструментов, а также есть возможность легко автоматизировать процесс для массового производства. Благодаря прочности сваренных лазером деталей, они идеально подходят для различных применений в автомобильной промышленности, например, для деталей, используемых в системах трансмиссии. В последнее время лазерная сварка получила еще большее распространение среди производителей автомобилей в связи с необходимостью сваривать разнородные материалы при производстве батарей для электронных автомобилей.

В других отраслях промышленности также находят применение лазерной сварке благодаря быстрой обработке толстых листов с высокими допусками. Это, собственно, одна из причин, по которой лазерная сварка сейчас широко используется в судостроительной промышленности для изготовления таких деталей, как рули и приводные винты.

Благодаря высококачественным результатам лазерная сварка становится популярным выбором для широкого спектра применений. По мере того как стоимость оборудования становится все более доступной, лазерная сварка, несомненно, продолжит свое движение к широкому применению.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Лазерная очистка металла: принцип, характеристики и применение»‎ и «‎Процесс обработки поверхности металла оптоволоконным лазером»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!