Technologie laserového spojování neboli laserové svařování využívá vysoce výkonný laserový paprsek k zaostření a regulaci ozáření povrchu materiálu. Povrch materiálu absorbuje laserovou energii a přeměňuje ji na tepelnou energii, což způsobuje lokální zahřátí a tavení materiálu, následované ochlazením a tuhnutím, čímž se dosáhne spojení homogenních nebo rozdílných materiálů. Proces laserového svařování vyžaduje hustotu laserového výkonu 104do 108W/cm2Ve srovnání s tradičními metodami svařování má laserové svařování následující výhody.
Technologie laserového spojování neboli laserové svařování využívá vysoce výkonný laserový paprsek k zaostření a regulaci ozáření povrchu materiálu. Povrch materiálu absorbuje laserovou energii a přeměňuje ji na tepelnou energii, což způsobuje lokální zahřátí a tavení materiálu, následované ochlazením a tuhnutím, čímž se dosáhne spojení homogenních nebo rozdílných materiálů. Proces laserového svařování vyžaduje hustotu laserového výkonu 104do 108W/cm2Ve srovnání s tradičními metodami svařování má laserové svařování následující výhody.
1-plazmový oblak, 2-tavící se materiál, 3-klíčová dírka, 4-hloubka fúze
Vzhledem k existenci klíčové dírky laserový paprsek po ozáření vnitřku klíčové dírky zvýší absorpci laseru materiálem a po rozptýlení a dalších účincích podpoří tvorbu roztavené lázně. Tyto dvě metody svařování jsou porovnány následovně.
Výše uvedený obrázek znázorňuje proces laserového svařování stejného materiálu a stejného zdroje světla, přičemž mechanismus přeměny energie probíhá pouze přes klíčovou dírku. Klíčová dírka a roztavený kov v blízkosti stěny díry se pohybují s postupem laserového paprsku. Roztavený kov posouvá klíčovou díru směrem od vzduchu, který v ní zůstal, aby ji vyplnil a po kondenzaci vytvořil svarový šev.
Pokud je svařovaný materiál odlišný kov, bude mít existence rozdílů v tepelných vlastnostech velký vliv na proces svařování, jako jsou rozdíly v bodech tání, tepelné vodivosti, měrné tepelné kapacitě a koeficientech roztažnosti různých materiálů, což má za následek svařovací napětí, svařovací deformaci a změny v podmínkách krystalizace kovu svařovaného spoje a následné snížení mechanických vlastností svaru.
Proto se v závislosti na různých charakteristikách svařovací scény vyvinul proces svařování, jako je laserové svařování s výplní, laserové pájení, dvoupaprskové laserové svařování, laserové kompozitní svařování atd.
Laserové svařování drátem
Při laserovém svařování slitin hliníku, titanu a mědi má fotogenerovaná plazma v důsledku nízké absorpce laserového světla (<10 %) v těchto materiálech určité stínění laserového světla, takže se snadno tvoří rozstřik a dochází ke vzniku vad, jako je pórovitost a trhliny. Kromě toho je kvalita svařování ovlivněna i tím, že mezera mezi obrobky je během naprašování tenkých plechů větší než průměr bodu.
Při řešení výše uvedených problémů lze dosáhnout lepšího výsledku svařování použitím metody přídavného materiálu. Přídavným materiálem může být drát nebo prášek, případně lze použít předem nastavenou metodu přídavného materiálu. Díky malému zaostřenému bodu se svar po nanesení přídavného materiálu zúží a na povrchu má mírně konvexní tvar.
Laserové pájení
Na rozdíl od tavného svařování, které taví dva svařované díly současně, pájení přidává na svarový povrch přídavný materiál s nižším bodem tání než základní materiál, roztaví přídavný materiál, aby vyplnil mezeru, při teplotě nižší než bod tání základního materiálu a vyšší než bod tání přídavného materiálu, a poté kondenzuje za vzniku pevného svaru.
Pájení je vhodné pro teplocitlivé mikroelektronické součástky, tenké desky a těkavé kovové materiály.
Dále lze pájení dále klasifikovat jako měkké (<450 °C) a tvrdé (>450 °C) v závislosti na teplotě, při které se pájecí materiál zahřívá.
Dvoupaprskové laserové svařování
Dvoupaprskové svařování umožňuje flexibilní a pohodlné ovládání doby a polohy laserového ozařování, a tím i úpravu rozložení energie.
Používá se hlavně pro laserové svařování hliníkových a hořčíkových slitin, svařování spojů a přeplátovaných plechů pro automobily, laserové pájení a hluboké tavné svařování.
Dvojitý paprsek lze získat dvěma nezávislými lasery nebo rozdělením paprsku pomocí děliče paprsku.
Tyto dva paprsky mohou být kombinací laserů s různými charakteristikami v časové doméně (pulzní vs. kontinuální), různými vlnovými délkami (střední infračervené vs. viditelné vlnové délky) a různými výkony, které lze zvolit podle skutečně zpracovávaného materiálu.
4. Svařování kompozitních materiálů laserem
Vzhledem k použití laserového paprsku jako jediného zdroje tepla má svařování laserem s jedním zdrojem tepla nízký poměr přeměny energie a míru využití. Rozhraní svařovaného materiálu se snadno vyrovná, snadno se vytvářejí póry, trhliny a další nedostatky. K vyřešení tohoto problému lze využít topné vlastnosti jiných zdrojů tepla ke zlepšení ohřevu laseru na obrobku, což se obvykle nazývá laserové kompozitní svařování.
Hlavní formou laserového kompozitního svařování je kompozitní svařování laserem a elektrickým obloukem, efekt 1 + 1 > 2 je následující.
po laserovém paprsku v blízkosti aplikovaného oblouku,hustota elektronů je výrazně snížena, plazmový oblak generovaný laserovým svařováním se zředí, cožmůže výrazně zlepšit rychlost absorpce laseru, zatímco oblouk na předehřívání základního materiálu dále zvýší absorpční rychlost laseru.
2. vysoké využití energie oblouku a celkovéspotřeba energie se zvýší.
3, oblast působení laserového svařování je malá, což snadno způsobí nesouosost svařovacího otvoru, zatímco tepelné působení oblouku je velké, což můžesnížit nesouosost svařovacího portuZároveňkvalita svařování a účinnost oblouku se zlepšujedíky zaostřovacímu a vodicímu účinku laserového paprsku na oblouk.
4, laserové svařování s vysokou špičkovou teplotou, velkou tepelně ovlivněnou zónou, rychlou rychlostí chlazení a tuhnutí, snadným vytvářením trhlin a pórů; zatímco tepelně ovlivněná zóna oblouku je malá, může snížit teplotní gradient, chlazení a rychlost tuhnutí,může redukovat a eliminovat tvorbu pórů a trhlin.
Existují dva běžné způsoby laserového svařování kompozitních materiálů: laserové TIG svařování kompozitních materiálů (jak je znázorněno níže) a laserové MIG svařování kompozitních materiálů.
Existují i další formy svařování, jako je laserové a plazmové obloukové svařování, laserové a indukční svařování tepelnými zdroji.
O MavenLaseru
Společnost Maven Laser je lídrem v oblasti industrializace laserů v Číně a autoritativním poskytovatelem globálních řešení pro laserové zpracování. Hluboce chápeme trendy rozvoje výrobního průmyslu, neustále vylepšujeme naše produkty a řešení, trváme na zkoumání integrace automatizace, informatizace a inteligence do výrobního průmyslu, dodáváme laserová svařovací zařízení, laserová značkovací zařízení, laserová čisticí zařízení a laserová řezací zařízení pro zlaté a stříbrné šperky pro různá průmyslová odvětví, včetně plnohodnotných řad, a neustále rozšiřujeme náš vliv v oblasti laserových zařízení.
Čas zveřejnění: 13. ledna 2023
