Aplikacije za lasersko zavarivanje
Metali laserskim zavarivanjem povezani su uglavnom kada su druge metode spajanja beskorisne ili problematične. Oprema za lasersku vezu je vrlo skupa, pa je kupite samo kada ste uvjereni da se rad ne može obaviti drugim metodama.
Dakle, to su :
- proizvodnju instrumenata i drugih preciznih mehanizama;
- proizvodnja složenih proizvoda na bazi nisko taljivih metala;
- proizvodnja dijelova od lijevanog željeza;
- proizvodnja plastičnih proizvoda.
Takva tehnologija u industriji počela se koristiti tek prije dvadesetak godina, a ako postoji mogućnost, onda možete kupiti strojeve samo za stacionarni tip, ali i ručno za zavarivanje kod kuće.
Za i protiv
Laserski metali imaju svoje prednosti i mane. Što se tiče pogodnosti, one su sljedeće:
- područje metala se lagano zagrijava, što uvelike smanjuje njegovo izobličenje tijekom rada;
- laserska zraka se prenosi kroz optička vlakna, tako da pada čak iu teško dostupnim mjestima;
- laserska oprema može se koristiti ne samo za zavarivanje metala, već i za njegovo rezanje;
- osigurava visoku kvalitetu zavara;
- Postupak zavarivanja osigurava dobre performanse i lako se kontrolira.
Ali tehnologija ima svoje nedostatke:
- oprema je vrlo skupa;
- aparat za zavarivanje ima nisku učinkovitost;
- operator instalacije mora biti visoko kvalificiran.
No, unatoč nedostacima, laser je jedina opcija koja osigurava precizan postupak zavarivanja ili spajanje topljivih materijala.
Vrste zavarivanja
Lasersko zavarivanje može biti dva tipa :
Butt - u ovom slučaju ne koristite aditive i fluks. Dopušten je minimalni spoj između metala, ne više od 0, 2 mm. Ista vrijednost je maksimalna za fokusiranje laserske zrake na spoj. Zavarivanje se provodi "bodežem" prodiranja metala kroz čitavu debljinu s intenzitetom laserskog zračenja do 1 mW / cm2. U tom slučaju šav mora biti zaštićen od oksidacije argonom ili dušikom, a helij će ga zaštititi od loma laserskog zračenja;- Preklapanje - metalni limovi se nadovezuju jedni na druge, povezani su snažnim zračenjem. Zavarivanje se provodi s lokalnim steznim dijelovima. Maksimalno dopušteni razmak između metalnih površina tijekom rada iznosi 0, 2 mm. Ako je potrebno poboljšati kvalitetu spojenih dijelova, koristi se dvostruki šav.
Vrste lasera
Kod zavarivanja metala koriste se dva tipa lasera :
- krutinu;
- plin.
Jedan ili drugi tip lasera odabire se ovisno o svrsi korištenja opreme.
Čvrsto stanje
U tom slučaju aktivno tijelo je rubinska šipka sa staklom i dodatkom neodimija ili aluminij-itrijskog granata, koji je dopiran neodimijem ili iterbijem. Šipka se nalazi u rasvjetnoj komori. Da bi pobudili atome aktivnog tijela, nanesite pumpu koja stvara snažno svjetlo.
Na krajevima aktivnog tijela su dva ogledala :
- djelomično transparentan;
- odražavajući.
Laserska zraka će izaći kroz djelomično prozirno zrcalo, više puta se reflektira u rubin i pojačava unaprijed. Poluvodički laseri nisu jako snažni, a njihova snaga kreće se od 1 do 6 kW .
Pomoću tih lasera zavaruju se samo mali, a ne debeli dijelovi, najčešće mikroelektronički objekti, npr. Tanki žičani vodići promjera 0, 01 - 0, 1 mm na temelju krompira, zlata ili tantala. Dopušteno je i točkasto zavarivanje proizvoda na bazi folije s promjerom točke reda veličine 0, 5–0, 9 mm. Na isti način, hermetički katodni šav izvodi se na kineskopima modernih televizora.
Katoda je cijev duljine 2 mm, promjera 1, 8 mm i debljine stijenke 0, 04 mm . Dno je zavareno na takvu cijev debljine 0, 12 mm na osnovi legure nikal-krom. Takvi mali proizvodi kuhaju se zbog visokog stupnja fokusiranja grede, kao i zbog točnog doziranja energije podešavanjem trajanja impulsa u određenim granicama.
plin
Plinski laseri su snažniji, aktivno tijelo u njima je mješavina plinova . Plin se pumpa iz cilindara pomoću pumpe pomoću plinske cijevi. Energetska ekscitacija plina nastaje zbog električnog pražnjenja između elektroda. Na krajevima ispusne cijevi nalaze se zrcala. Elektrode su spojene na izvor energije, a sam laser se hladi pomoću vodenog sustava.
Glavni nedostatak opreme s uzdužnim pumpanjem plina su njezine dimenzije. Ali poprečni plinski laseri su kompaktniji. Ukupna snaga može biti od 20 kW i više, tako da možete spojiti metale debljine do 20 mm pri velikoj brzini - oko 60 m / h.
Najmoćniji dizajn - plin . Oni koriste plinove za rad, koji zagrijavaju temperaturu od 1000 do 3000 K. Plin u njima brzo istječe kroz Lavle mlaznicu, zbog čega dolazi do adijabatskog širenja, a zatim se plin hladi u zoni rezonatora. Kada se ohladi, pobuđene molekule prelaze na nižu razinu energije i emitira se koherentno zračenje. Crpljenje se može dogoditi uporabom drugog lasera ili drugih moćnih izvora energije. Snažne konstrukcije omogućuju zavarivanje brzinom od oko 200 m / h čelika debljine 35 mm.
Lasersko zavarivanje se provodi u atmosferskim uvjetima, ne morate stvoriti vakuum, morate zaštititi rastopljeni metal od zraka. Uobičajeno se koriste plinovi kao što je argon. Postupak je karakteriziran činjenicom da zbog visoke toplinske snage snopa na površini proizvoda koji se zavaruje, metal se intenzivno isparava. Pare se ioniziraju, zbog čega se snop raspršuje i prosijava.
Prema tome, u smislu upotrebe opreme velike snage, plin za suzbijanje plazme se također dovodi u zonu zavarivanja, pored zaštitnog plina. Oni su obično helij, koji je mnogo lakši od argona i neće raspršiti zrak. Da biste pojednostavili postupak, trebate koristiti specijalne plinske smjese s potiskivanjem plazme i zaštitnom funkcijom. U tom slučaju plamenik mora napajati plin tako da može otpuhati ionizirane pare.
Tijekom rada, snop polako ulazi u dio i gura rastaljeni metal vara na stražnji zid kratera. Time se osigurava penetracija "bodeža" pod uvjetom velike dubine i male širine šava .
Velika koncentracija energije u snopu omogućuje postizanje velike brzine, a također osigurava dobar toplinski ciklus i visoku čvrstoću metala šava.
Strojevi za lasersko zavarivanje
Za ovu vrstu zavarivanja koristi se oprema mobilnog i kompaktnog tipa, a oprema za punu veličinu može se koristiti i za spajanje velikih dijelova.
Često u industrijske svrhe koriste takve modele strojeva kao :
- LAT-S - koristi se za lasersko zavarivanje, kao i za taloženje metala. Ima veliku snagu, tako da možete postići visoke performanse u smislu performansi. Može biti opremljen automatskim koordinatnim stolovima, tako da možete upravljati složenim strukturama pri velikoj brzini. Stroj ima dva modula. U prvom se nalazi izvor energije i uređaj za hlađenje lasera, a drugi modul je takav pokretni okvir u kojem se nalazi odašiljač lasera. Dva modula lako se kreću zbog prisutnosti kotača u podnožju. Za stacionarni rad s strojem, nepokretnost je osigurana posebnim mehaničkim blokadom;
- MUL-1 - ovaj stroj je malog formata, koristi se za lasersko zavarivanje i oblaganje metala. Također uz njegovu pomoć možete lemiti zlato i srebro. Možete napraviti nakit s ovim strojem jednostavno i s visokom preciznošću. Često se oprema koristi za popravak i proizvodnju nakita. Mali metalni dijelovi mogu se zavarivati bez jakog zagrijavanja, čak je i dopušten priključak okvira za naočale. Uređaj je prikladan jer ima dovoljno napona za rad pri 220 V. Ovisno o odabranom modu, snaga uređaja je od 1, 9 do 2, 5 kW;
- LAT-400 - koristi se za povezivanje proizvoda velike veličine. Sustav uključuje snažan laser u čvrstom stanju, napajanje i uređaj za hlađenje. Laser ima veliku snagu i performanse, tako da se čak i složeni rad može obaviti velikom brzinom. Oprema je spojena na trofaznu mrežu od 380 V. Pri vršnom opterećenju snaga uređaja je oko 13 kW. Jedinica je opremljena mehaniziranim sustavom koji se pokreće pomoću istosmjernog motora. To olakšava premještanje laserske glave u tri ravnine.
Ručno lasersko zavarivanje provodi se uporabom takvih uređaja:
- WELD-WF je prijenosni uređaj koji vam omogućuje rad čak i na teško dostupnim mjestima. To uključuje manipulator spojen na vlakno. Stvoreno lasersko zračenje prenosi se kroz vlakno. Budući da postoji prisutnost povratnih informacija, pomoću aparata možete dobiti najkvalitetniji spoj u usporedbi s opremom koja nema takve opcije. Uređaj ima snagu od samo 1, 5 kW i radi na 220 V. Prikladan je za razne popravke, kada je demontaža teška ili dugotrajna;
- CLW120 je ručni stroj male snage, koji je odličan za poslove koji zahtijevaju zlatarsku preciznost, kao i točkasto lasersko zavarivanje. Osim toga, može se koristiti za kombiniranje obojenih i željeznih metala, nehrđajućeg čelika ili legura titana. Snaga opreme - 10 kW, mrežni zahtjevi - 220 V.
Gotovo svi gore navedeni uređaji opremljeni su dvogledom koji štiti vid od negativnih učinaka laserske zrake i istodobno pomaže da se objekt obrađuje nekoliko puta, tako da se rad obavlja kvalitativno i točno.