Лазерная резка металла в современном понимании

Лазерная сварка – процесс получения неразъемного соединения путем сплавления примыкающих поверхностей свариваемых частей с помощью излучения лазера. Лазерная сварка относится к методам сварки плавлением, а по плотности энергии – к высококонцентрированным источникам энергии – как электронно-лучевая сварка, сжатая дуга, плазменная сварка.

Локальность лазерной обработки, концентрация теплового воздействия, высокие скорости роста и уменьшения температуры в зоне обработки, а также возможность быстрого образования сварной ванны в заданном объеме позволяют широко применять лазерное излучение для реализации сварочного процесса.

Самым важным отличием лазерной сварки от остальных методов является отсутствие присадочного материала. Сварка производится за счет материала соединяемых изделий. И, лазерная резка стали при этом выполняется всеми современными способами!

В ходе процесса сварки оператор или специальная программа (в случае, если сварка автоматизированная) контролируют движение лазерного луча, который перемещается по траектории, совпадающей с границей соединения деталей. Оплавляя одновременно соприкасающиеся кромки изделий, лазерный луч формирует их общую расплавленную ванну, которая после застывания образует сварной шов. Лазерный луч может быть непрерывным, перемещая сварную ванну по траектории шва, либо импульсным, формирующим новую сварную ванну в каждой точке прицеливания.

Сварка непрерывным лучом похожа на сварку другими традиционными средствами сварки (например, аргоно-дуговая), при которых в расплавленную сварную ванну добавляются новые участки (захватываемые перемещающимся лазерным лучом), а уже сваренные участки постепенно остывают.

Преимуществами данного метода являются:

  • хороший и равномерный прогрев сварного шва;
  • плавное его остывание, (что уменьшает вероятность поверхностного растрескивания шва или образования сквозной трещины);
  • возможность сквозного провара шва.

Недостатки метода:

  • зона термического воздействия шире, чем у импульсного, возможен перегрев тонкостенных изделий;
  • хотя при сварке лазером производится локальная подача защитного газа, возможны появления цветов побежалости, оксидных пленок.

Сварка импульсным методом представляет собой перемещение лазерного излучателя по траектории соединения деталей с кратковременным периодическим включением лазера в точках. При включении лазера на период 3-5 мс происходит формирование полусферической сварной ванны, излучатель перемещается к следующей точке, находящейся на небольшом расстоянии от предыдущей. Следующая сварная ванна формируется частично из материала предыдущей сварной ванны с добавлением нового материала из соединяемых деталей. Сварные ванны формируются с наложением друг на друга с определенным смещением, обычно составляющем 10-30% от диаметра сварной ванны. Это смещение называется перекрытием. От величины процентного перекрытия зависит степень герметичности изделия, прочность шва и производительность процесса сварки.

Преимуществами данного метода являются:

  • минимальное термическое воздействие на изделие, возможность сваривать изделия с наполнением (например, корпуса микросборок с содержащимися внутри микросхемами) без ущерба для содержимого;
  • отсутствие перегрева шва;
  • полная защита агроном, так как обеспечить защиту сварной точки до 1.5 мм в диаметре не представляется проблемой даже с локальной подачей защитного газа.

При этом сварка импульсным методом более требовательна к качеству подготовки изделий, зазорам, а также химическому составу свариваемых изделий.

Преимущества лазерной сварки

Большой интерес к лазерной сварке обусловлен специфическими достоинствами, которые выгодно отличают ее от других методов сварки:

  • Лазерная сварка может осуществляться в любой среде и любых условиях, не требует наличия вакуума.
  • Зона термического влияния при лазерной сварке очень мала, при этом сохраняются свойства исходного материала.
  • Лазерная сварка практически не вызывает деформации обрабатываемых изделий, так как зона теплового влияния минимальна.
  • Высокая точность и производительность процесса лазерной сварки достигается при сварке любых марок сталей.
  • Лазерная сварка – один из немногих типов сварки, допускающих соединение разнородных материалов.
  • При лазерной сварке обеспечивается значительная глубина провара при небольшой ширине сварного шва.
  • Лазерная сварка не требует дополнительных расходных материалов (например, присадочных электродов или флюсов и пр.) под различные свариваемые металлы, переналадка под другие материалы определяется только параметрами лазерного излучения, которые просто и гибко настраиваются.
  • Лазерная сварка возможна по месту, без дополнительного закрепления изделий, поэтому возможна обработка изделий крупных габаритов.
  • Лазерная сварка возможна и в труднодоступных местах за счет средств доставки лазерного излучения к месту сварки.
  • Лазерная сварка является бесконтактным методом обработки, позволяя осуществлять процесс сварки в том числе через кварцевое стекло вакуумной камеры.
  • Оборудование и расходы на эксплуатацию для лазерной сварки требуют гораздо меньших капиталовложений, чем для ближайшего аналога – электронно-лучевой сварки.***
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
OnKazan.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: