Лазерная сварка металла – инструкция по применению

Многие элементы в различных отраслях промышленности, например, электроники, медицине, потребительские товары, автомобильной, требуют сварку различных металлов. Лазерная сварка металла представляет собой процесс соединения, который использует энергию от лазерного луча, чтобы расплавить и затем кристаллизовать металл, в результате чего устанавливается связь между частями.

В принципе, лазер может сварить любой материал, который можно соединить с помощью обычных процессов.

Тенденции соединения различных металлов представляют значительные трудности. Свариваемость металлов зависит от многих факторов. Физические свойства имеют наибольшее влияние на количество энергии в сочетании с теплопередачей. Сварка лазерным лучом успешно используется для соединения многих различных металлов. Основные области применения связаны со сваркой стали, титана и никелевых сплавов.

Лазерная сварка металла — основные преимущества

Лазеры способны сваривать с высокой точностью, низким подводом тепла, чрезвычайно высокой скоростью и производить высококачественные швы. Они могут соединить металлы, которые не свариваются обычными методами: сварить труднодоступные районы, места с высокой температурой и обработку деталей с магнитными полями.

Основные преимущества:

1) низкотемпературный процесс;

2) точность и повторяемость;

3) снижение тепловложения;

4) снижение зоны термического влияния;

5) герметичное или вакуумное уплотнение;

6) узкая зона сварки;

7) лёгкое переключение в автоматический режим;

8) высокая гибкость с точки зрения процесса и геометрии;

9) высокая скорость сварки;

10) высокое качество сварочного шва;

11) сокращение времени цикла;

12) не требуется наполнитель или сварочный шнур.

Лазерная сварка — высокий производственный процесс, который оптимизирован для конкретных деталей.

Некоторые недостатки:

1. Большинство лазерных систем с несколькими киловатт работают только на приблизительно 10 — 20% эффективности для преобразования электрической энергии в сфокусированный инфракрасный лазерный луч;

2. Высокая скорость охлаждения может привести к растрескиванию в некоторых видах металла;

3. Легко повреждаются оптические поверхности;

4. Высокая стоимость обслуживания;

5. Высокая стоимость оборудования лазерного луча, колеблется примерно от $ 30000 до $ 1,000,000. Это большой инвестиционный капитал требует высоких объёмов производства или производство критически важных элементов, чтобы оправдать расходы.

Режимы лазерной сварки металлов

1. CW сварка – представляет собой непрерывные волны, иными словами, лазер испускает устойчивый лазерный луч в течение определённого периода времени. CW лазер создаёт прямой непрерывный сварной шов.

CW сварка имеет возможность сплавить вместе более широкое разнообразие различных металлов, например, сварку меди для нержавеющей стали, и лазер может сварить толстые металлические части из-за способности проникатьв углубления металла. CW сварка более разнообразна.

Однако в этом режиме лазерный луч излучает свет на небольшие концентрированные участки, которые могут сильно нагревается. В связи с этим только металлические детали, которые не чувствительны к теплу, должны обрабатываться в режиме CW.

2. Импульсная сварка – процесс, когда лазер короткими очередями генерирует короткие управляемые лазерные импульсы. Другими словами режим представляет собой периодические всплески лазерного луча.

Всплески точны и повторяются с энергией длительных импульсов. Импульсный сварочный процесс занимает миллисекунды, а лазер может производить несколько импульсов в секунду. Такой режим создаёт волновой эффект сварочных швов, один за другим.

Импульсная сварка производит короткие импульсы, и по этой причине отдаёт минимальное количество тепла, которое переносится на части наложения швов. Импульсная сварка идеально подходит для деталей, требующих сварки вблизи электроники, которые не могут подвергаться высокой температуре.

Популярность лазерной сварки в последние годы неуклонно растёт, потому что, резка и сварка металлов лазером имеет много преимуществ. Лазерная обработка в настоящее время производить более качественную продукцию по более высокой производительности и более низкой стоимости.

Лазерная сварка является универсальным применением для соединения, как миниатюрных электронных компонентов, так и сварки толстых стальных конструкций.