Особенности лазерной сварки

Лазерная сварка – набирающая все большую популярность технология соединения металлов, распространенная во многих отраслях промышленности, в производстве техники, приборостроении, а также в создании крафтовых изделий. Развитие науки не останавливается, и сегодня существует несколько разновидностей лазерной сварки, различные режимы и способы работы со сварочным оборудованием. Каждая технология обладает своей спецификой, поэтому важно понимать особенности сварки лазером и методов ее использования, чтобы получить прогнозируемый результат.

Особенности применения лазерной сварки

Лазерная сварка технологически предполагает соединение металлов, в том числе и разных, с помощью луча света определенной длины волны. Его воздействие на структуру металла безопасно и безобидно, обеспечивая ряд важных преимуществ данного типа сварки:

Не образуется окалина.
Нет перегрева деталей.
Не требуется обработка шва после его остывания.

Рассмотрим каждую особенность подробнее.

Лучевая лазерная сварка может происходить в среде инертного газа, что снижает вероятность окисления металла и образования ржавчины (окалины). Электрическая и полуавтоматическая типы сварки имеют тенденцию к формированию слоя окислов на поверхности шва даже при сварке в среде защитного газа из-за особенностей процесса – края шовной части довольно сильно нагреваются и происходит мгновенное окисление, что приводит к появлению окалины и порче области шва.

Важной особенностью традиционных видов промышленной сварки является перегрев деталей из-за необходимости доведения температуры области шва до высоких показателей. Если речь идет о стали, то она нагревается до красной и оранжевой зон нагрева. Это, в свою очередь, ведет к потере твердости, изменениям структуры металлов и снижению их физических характеристик. Лазерная сварка, в том числе электронно-лучевая, не оказывает такого воздействия. Все дело в том, что лазерная сварка - это точечный процесс с очень небольшой зоной нагрева, и воздействует она на конкретную область, где должно происходить соединение металлов, подвергая нагреву только ее. Такое воздействие не приводит к повышению пластичности и потере физических свойств, что дает возможность более точно прогнозировать свойства полученного соединения.

Третьим важным аспектом является тот факт, что после сварки поверхность полностью готова к дальнейшим действиям без необходимости дополнительной очистки. Это продиктовано теми фактами, о которых говорилось выше – отсутствие окалины и перегрева. Тот факт, что не происходит окисления поверхности дает возможность считать поверхность шва технически чистой и не нуждающейся в обработке. Можно сразу наносить необходимые покрытия – грунтовку и краску.

Для сохранения свойств металла при сварке применяется методика добавления присадок – специальных материалов, поставляемых в область сварки в виде электродов или специальной сварочной присадочной проволоки. Это металлические материалы, которые ускоряют работу сварки, обеспечивают заполнение зазоров, правильное формирование катета и делают процесс формирования шва более контролируемым и безопасным для дальнейшей эксплуатации. Присадки могут быть в виде присадочной проволоки, а также в виде электродов. Тип присадки подбирается под конкретный тип аппарата и его возможности, а также с учетом технологии конкретной сварки. Метод лазерной сварки с присадками позволяет сохранять или улучшать конструкционные свойства металлов, применяется в соединениях, испытывающих повышенные нагрузки.

Волоконно-лазерная сварка: что это такое

Одним из важных критериев, определяющих тип оборудования лазерной сварки является способ передачи пучка света от его источника к аппаратной части, которая непосредственно и производит сварку. Это может быть:

Трубка, по которой луч проходит в газовой среде (CО2-лазер).
Система подвижных зеркал.
Оптоволоконный кабель.

Сегодня все большую популярность приобретает сварка аппаратами с оптическим волокном благодаря своим преимуществам. Оптоволоконная лазерная сварка использует волокно малого диаметра в передающем кабеле, который соединяет источник лазерного луча со сварочным пистолетом. Данный тип кабеля имеет малое удельное оптическое сопротивление, что дает возможность передавать потенциал луча без потери мощности и не затрачивая на это много энергии.

Важным преимуществом сварки волоконным лазером является его гибкость в режимах работы – от минимального точечного до нагрева сравнительно больших площадей. Такое решение дает возможность минимизировать как размеры аппарата, так и минимизировать потери оптической плотности луча. Луч с малым диаметром рабочего пятна возможно применять в производстве медицинских товаров, в ювелирном деле, при работе в труднодоступных местах.

Волоконно-лазерная сварка обладает также важной эксплуатационной особенностью – большей гибкостью рабочего оборудования. Передающий кабель такого типа можно скручивать, изгибать и сворачивать без опасений повредить и нарушить целостность.

Особенности лазерной сварки с глубоким проплавлением

При работе со сварочным аппаратом используются различные режимы: импульсный, моноимпульсный, а также режим глубокого проплавления (непрерывный). Из них лазерная сварка с глубоким проплавлением обладает характерными особенностями, которые необходимо учитывать до начала работ.

Технология лазерной сварки с глубоким проплавлением предусматривает длительное воздействие лазерного луча большой мощности для формирования более прочного соединения. Такой тип сварки применяется при работе с металлами большой толщины или разных типов. В последнем случае важно сформировать сплав данных металлов, фактически перемешав расплав и объединив их кристаллические решетки. Для этого важно хорошо расплавить оба металла на большую глубину, чтобы при застывании сформировалось новое металлическое соединение, так называемое «кинжальное проплавление».

Важными особенностями процесса являются:

Ведение сварки в среде защитного газа для снижения воздействия окружающей среды на поверхность шва.
Отсутствие присадок, так как необходимо формирование чистой внутренней части сплава (кристаллизации).
Работа непрерывным методом сварки, что дает возможность длительно выдерживать расчетную мощность и глубину проплавления.

ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ СВАРКИ С ГЛУБОКИМ ПРОПЛАВЛЕНИЕМ

Особенности работы с лазерной сваркой

Сварка относится к опасным производственным процессам, требующим внимания к защите сварщика. Лазерная сварка, в сравнении с остальными видами, обладает меньшим набором агрессивных факторов, но предполагает соблюдение базовых правил безопасности и защиты оператора сварочного аппарата.

Одной из распространенных ошибок сварщиков является пренебрежение средствами защиты зрения при выполнении работ, однако лазер является сфокусированным световым лучом, поэтому может вызвать ожог сетчатки или повреждение роговицы. Ношение специальных защитных очков для защиты от лазерного излучения позволит полностью устранить вредное влияние лазера на зрение оператора.

По сравнению с другими видами сварки лазер не дает интенсивных вредоносных выделений в виде паров и всплесков раскаленного металла, однако рекомендовано выполнять все работы только в защитной одежде и перчатках.

В целом, лазерная сварка – простой и надежный способ соединения металлов для решения широкого круга задач. Качество результата зависит от того, как настроить сварочный аппарат, но современное оборудование существенно облегчает работу. Например, ручной сварочный аппарат LightWELD 1500 имеет более 70 программируемых режимов с возможностью ручной настройки, устройство автоматической подачи присадочной проволоки, позволяет использовать технологические газы для выполнения соединений металлов разных толщин всеми способами (встык, внахлест, угловые и тавровые соединения).

Если в работе с лазерной сваркой у вас остались вопросы или возникла необходимость обучить сварщиков работе с аппаратами ручной сварки лазером, обращайтесь в ООО «ИТЦ ЛазерТех»: предоставим консультации, а также обучим операторов лазерной сварки и очистки теоретическим и практическим навыкам работы с установкой LightWELD.

ООО "ИТЦ ЛазТех"
ИНН: 5003154008
Адрес: г. Видное, ул. Донбасская, д. 244, к. 1, офис 1