Zavarivanje metala i njegove značajke

Primjena laserskog zavarivanja metala

Metali laserskim zavarivanjem uglavnom su povezani kada su druge metode povezivanja beskorisne ili problematične. Oprema za lasersku vezu je vrlo skupo, stoga ga trebate kupiti samo ako budete sigurni da se rad ne može obavljati drugim metodama.

Dakle, to su sfere primjene:

• proizvodnja instrumenata i drugih preciznih mehanizama;
• proizvodnja složenih proizvoda na bazi metala niskog taljenja;
• proizvodnja pojedinosti od svinjskog željeza;
• proizvodnja plastičnih proizvoda.

Ova tehnologija u industriji počela se koristiti tek oko 20 godina, a ako je moguće, možete kupiti strojeve samo za stacionarni tip, ali i priručnik za zavarivanje kod kuće.

Pro i kontra

Laserska veza metala ima svoje pluse i minuse. Što se tiče prednosti, oni su sljedeći:

• Metalna se površina blago zagrijava, što uvelike smanjuje njegovo zatezanje tijekom rada;
• Laserska zraka se prenosi svjetlovodnom optikom, tako da se može naći čak iu teško dostupnim mjestima;
• Laserska oprema može se koristiti ne samo za metalno zavarivanje već i za rezanje;
• pruža visoku kvalitetu zavara;
• Proces zavarivanja osigurava dobre performanse, lako je kontrolirati.

Ali ima tehnologiju i njegove nedostatke:

• oprema je vrlo skupo;
• stroj za zavarivanje ima nisku učinkovitost;
• Instalacijski operator mora imati visoku kvalifikaciju.

No, usprkos nedostacima, laser je jedina mogućnost za točnu operaciju zavarivanja ili spajanje s fuzijskim materijalom.

Vrste zavarivanja

Zavarivanje je od dvije vrste:

• Udarnu zglob - u ovom slučaju nemojte koristiti aditiva i protjecanje. Između metala dopušteno je minimalno spajanje, ne više od 0,2 mm. Ista vrijednost je maksimalna vrijednost za fokusiranje laserske zrake na spoju. Zavarivanje se provodi pomoću penetracije metala "bodeža" za cijelu debljinu s intenzitetom laserskog zračenja do 1 mW / cm2. Šav u ovom slučaju mora biti zaštićen od oksidacije argonom ili dušikom, a helij će ga zaštititi od sloma laserskog zračenja;
• Ljepljenje - metalni limovi su međusobno postavljeni, povezani su pomoću snažnog zračenja. Zavarivanje se obavlja lokalnim stezanjem dijelova. Maksimalno dopušteno razmak između površina metala na radu je 0,2 mm. Ako trebate poboljšati kvalitetu dijelova koji se spajaju, koristi se dvostruka šava.

Vrste lasera

Kod zavarivanja metala koriste se dvije vrste lasera:

• čvrsto stanje;
• plin.

Ova ili ona vrsta lasera odabrana je ovisno o svrsi korištenja opreme.

Čvrsta država

U ovom slučaju, aktivno tijelo je rubinska šipka s staklom i smjesa neodimijskog ili alum-itrij granata, koji je dopiran neodimijem ili iterbijem. Šipka se nalazi u rasvjetnoj komori. Kako bi uzbudili atome aktivnog tijela, koristite žarulju pumpe koja stvara snažne svjetlosne bljeskove.

Na krajevima aktivnog tijela su dva zrcala:

• djelomično transparentan;
• odražavajući.

Laserska zraka izlazi kroz djelomično prozirno ogledalo, ponavlja se u rubinoj šipki i unaprijed pojačava. Laseri čvrstog stanja nisu previše snažni, njihova snaga se kreće od 1 do 6 kW.

Uz pomoć tih lasera zavareni su samo mali, a ne debeli dijelovi, najčešće su predmeti mikroelektronike, na primjer, tanke žice s promjerom od 0,01-0,1 mm na osnovi nikla, zlata ili tantala. Također je moguće zavarivanje proizvoda na bazi folije s točkastim promjerom reda veličine 0,5-0,9 mm. Na isti način, zapečaćena katodna šava izrađena je na kineskopiji suvremenih TV prijemnika.

Katoda je cijev duljine 2 mm, promjer 1,8 mm i debljina stjenke 0,04 mm. Dno debljine 0,12 mm zavareno je na takvu cijev na osnovi legure krom-nikla. Takvi mali proizvodi se kuhaju zbog visokog fokusa fokusiranja zrake, kao i precizne doze energije prilagođavanjem trajanja impulsa unutar određenih granica.

plin

Laseri plina su snažniji, a aktivna smjesa u njima je mješavina plina. Plin se pumpom iz cilindara pumpi preko cijevi za ispuštanje plina. Energetska ekscitacija plina je zbog električnog pražnjenja između elektroda. Na krajevima cijevi za ispuštanje plina su ogledala. Elektrode su spojene na izvor napajanja, a sam laser se hladi vodenim sustavom.

Glavni nedostatak opreme s uzdužnom pumpom plina je njegova dimenzija. No, laseri s poprečnim pumpanjem plina su kompaktniji. Ukupna snaga može biti od 20 kW ili više, tako da možete spojiti metale debljine do 20 mm pri velikoj brzini - oko 60 m / h.

Najmoćnija su struktura plin-dinamična. Koriste se plinovima za rad koji se zagrijavaju na temperaturu od 1000 do 3000 K. Plin se u njima brzo širi kroz mlaznicu. Zahvaljujući tome dolazi do adijabatske ekspanzije, a plin se hladi u rezonatorskoj zoni. Nakon hlađenja, uzbudljive molekule prolaze na nižu razinu energije, dok koherentno zračenje emitira. Pumpa se može dogoditi s upotrebom drugog lasera ili drugih snažnih izvora energije. Snažne konstrukcije omogućuju zavarivanje pri brzini od oko 200 m / h čelika debljine 35 mm.

Zavarivanje laserom provodi se pod atmosferskim uvjetima, nije potrebno stvoriti vakuum, potrebno je zaštititi rastaljenog metala iz zraka. Obično se koriste plinovi, na primjer, argon. Proces karakterizira činjenica da zbog visoke toplinske snage grede na površini zavarenog proizvoda, metal intenzivno isparava. Para se ionizira, zbog čega se snop raspršuje i prosije.

Dakle, u uvjetima korištenja visokoučinkovite opreme, osim zaštićenog plina, plin za suzbijanje plazme također se isporučuje u zonu zavarivanja. Oni su obično helij, koji je mnogo lakši od argona i neće gubiti snop. Kako bi se pojednostavio postupak, potrebno je koristiti posebne plinske smjese koje imaju funkciju za suzbijanje i zaštitnu od plazme. U tom slučaju plamenik mora isporučiti plin tako da može otpuhati ioniziranu paru.

Tijekom rada, greda polako se prodire u dio i gura rastaljenog metala zavarenog bazena na stražnji zid kratera. To omogućuje penetraciju "bodeža", pod uvjetom da je velika dubina i mala širina šava.

Visoka koncentracija energije u zraci omogućuje postizanje visoke radne brzine, a također osigurava dobar termički ciklus i visoku čvrstoću metalnog zavarivanja.

Strojevi za zavarivanje laserom

Za ovu vrstu zavarivanja koristi se i mobilna i kompaktna oprema, a opremu pune veličine također se mogu koristiti za spajanje velikih dijelova.

Često za industrijske svrhe, takvi modeli strojeva kao:

• LAT-S - koristi se samo za laserski zavarivanje, kao i za zavarivanje metala. Ima veliku snagu, tako da možete postići visoke performanse u smislu. Može se opremiti automatskim koordinatnim stolovima, zbog čega je moguće upravljati složenim strukturama pri velikoj brzini. Stroj uključuje dva modula. U prvom se nalazi izvor energije i uređaj za hlađenje lasera, a drugi je mobilni okvir u kojem se nalazi laserski radijator. Dva modula lako se kreću zbog prisutnosti kotača u bazi. Za stacionarni rad s strojem, nepokretnost je osigurana posebnim mehaničkim blokerom;
• MUL-1 - ovaj stroj je malen, koristi se za lasersko zavarivanje i površinsku obradu metala. Također uz pomoć možete zalijevati zlato i srebro. Kuhanje nakita ovog stroja može se obaviti jednostavno i visoko precizno. Često se oprema koristi za popravak i proizvodnju nakita. Metalni dijelovi male veličine mogu se zavarivati ​​bez jakog zagrijavanja, čak i spajanje okvira za spektakliranje. Uređaj je praktičan po tome što dovoljno energije za rad je 220 V. Ovisno o odabranom modu, snaga uređaja iznosi 1.9 do 2.5 kW;
• LAT-400 - koristi se za spajanje velikih proizvoda. Sustav uključuje snažan solid-solid laser, uređaj za napajanje i hlađenje. Laseri imaju veliku snagu i performanse, tako da se čak i složeni rad može provesti pri velikoj brzini. Oprema je spojena na trošak trofazne mreže od 380 V. Pri vršnom opterećenju snaga uređaja je oko 13 kW. Uređaj je opremljen mehaniziranim sustavom, kojeg pokreće DC motor. To olakšava pomicanje laserske glave u tri ravnine.

Ručno zavarivanje lasera vrši se uporabom takvih uređaja:

• WELD-WF je prijenosni uređaj koji vam omogućuje da obavljate posao čak iu teško dostupnim mjestima. To uključuje manipulator povezan s vlaknima. Generirano lasersko zračenje se prenosi duž vlakana. Budući da postoji povratna informacija, uz pomoć uređaja možete dobiti najkvalitetniji zavar u usporedbi s opremom u kojoj nema takvih mogućnosti. Uređaj ima snagu od samo 1,5 kW i radi s mrežom od 220 V. Pogodan je za razne radove popravaka pri rastavljanju je teško ili dugotrajno;
• CLW120 je ručni uređaj s niskom snagom, što je izvrsno za rad koji zahtijeva preciznost nakita, kao i točkasti laserski zavarivanje. Osim toga, može se koristiti za spajanje željeznih i obojenih metala, nehrđajućeg čelika ili legure titana. Kapacitet opreme je 10 kW, mrežni zahtjevi su 220 V.

Gotovo svi gore navedeni uređaji opremljeni su dvogledom koji štiti oči od negativnih učinaka laserske zrake i istodobno pomaže nekoliko puta da se poveća objekt obrade, tako da je rad obavljen precizno i ​​precizno.