Во многих сферах промышленного производства, а также в электротехнике применяется лазерная сварка металла: разнородных и одинаковых металлов толщиной от микрометров до сантиметров. Этот метод применяется для соединения между собой деталей из меди, никеля, титана, латуни, нержавеющей стали, алюминия, золота, серебра и так далее.
Принцип лазерной сварки металла
Лазерный луч фокусируется на необходимом месте, частично проникает внутрь металла и расплавляет его, благодаря чему происходит процесс сваривания. Так формируется сварной шов.
Благодаря высокой концентрации луча лазера можно сваривать между собой разнородные металлы толщиной от нескольких микрометров до десятков миллиметров. Если же необходимо сварить очень тонкий металл (толщиной не более 1 мм), тогда используется расфокусированный лазерный луч.
Излучение может быть непрерывным или импульсным, в зависимости от потребности. Проплавление бывает частичным или сквозным. Импульсное лазерное излучение обеспечивает точечное формирование сварного шва.
Виды лазерной сварки
Лазерная сварка металла бывает в трех вариантах:
- Мини (характеризуется глубиной проплавления 0,1-1 мм)
- Микро (проплавка осуществляется на глубину не более 100 мкм)
- Макро (при проплавке на глубину от 1 мм)
Для сварки металла используются установки, оснащенные твердотельными лазерами. С их помощью выполняют точечную сварку при частоте импульсов 20 Гц. Процесс сопровождается применением присадок, например, ленты, порошка или проволоки.
Конструктивные особенности лазерной установки для сварки
Оборудование для сварочных работ состоит из лазера, фокусирующей системы, газовой защиты. Устройство, которое генерирует лазерный луч, называется лазерным генератором.
В зависимости от требований сварки, используются различные типы лазерных генераторов, такие как CO2-лазеры, Nd:YAG-лазеры, диодные лазеры и т.д.
Оптическая система направляет лазерный луч на место сварки. Она состоит из линз, зеркал и других оптических компонентов, которые используются для фокусировки лазерного луча на месте сварки.
Система перемещения перемещает свариваемые детали в нужное положение и удерживает их на месте во время сварки. Она может быть механической, гидравлической или пневматической.
Специальная система охлаждает лазерный генератор и оптические компоненты, чтобы предотвратить их перегрев и увеличить срок службы.
Есть здесь также устройство, которое управляет всеми компонентами оборудования и позволяет настраивать параметры сварки, такие как мощность лазера, скорость сварки и т.д.
Оборудование для лазерной сварки металла может быть различных размеров и мощности, в зависимости от требований производства.
Также, может быть использовано различное дополнительное оборудование, например, системы защиты от излучения и дополнительные устройства для фокусировки лазерного луча.
Лазерная сварка металла: сферы применения
Применяется лазерная сварка металла в основном для проплавки мелких деталей, а также при высокоточном производстве электронных плат, микросхем, медицинских инструментов и так далее. Она широко востребована в сфере изготовления изделий из цветных металлов и нержавеющих сплавов.
Преимущества лазерной сварки
- Высокая точность. С помощью такого метода можно создавать высокоточные конструкции.
- Нет потребности в дополнительной механической обработке.
- Большая скорость работ, а также высокий уровень производительности.
- Экологическая безопасность по сравнению с обычной сваркой.
- Коробление металла является минимальным, если сравнивать с традиционными способами сварки.
- Эстетичный вид шва, что важно, к примеру, при выполнении сварочных работ по автомобильному кузову.
Из недостатков применения лазерных технологий в процессе сварочных работ стоит выделить только высокую стоимость оборудования, но оно быстро окупит себя.
Также стоит помнить, что лазерная сварка требует специально обученных специалистов.
