Jakie materiały można spawać za pomocą spawarki laserowej?

Najbardziej zaawansowaną technologią spawania na świecie jest obecnie spawanie laserowe. Spawarka laserowa wykorzystuje wysokoenergetyczne impulsy laserowe do miejscowego nagrzewania materiału w niewielkim zakresie. Energia promieniowania laserowego dyfunduje do materiału poprzez przewodzenie ciepła, a materiał topi się, tworząc specyficzny roztopiony basen. Jest to nowy rodzaj metody spawania, przeznaczony głównie do spawania materiałów cienkościennych i części precyzyjnych. Może realizować zgrzewanie punktowe, zgrzewanie zakładkowe, zgrzewanie uszczelniające itp., przy wysokim współczynniku kształtu, małej szerokości spoiny, małej strefie wpływu ciepła, dużej prędkości spawania, pięknym wyglądzie, braku konieczności obróbki po spawaniu lub prostej obróbce, małej ogniskowej miejscu, wysoka dokładność pozycjonowania i łatwa automatyzacja. Jakie materiały można spawać za pomocą spawarki laserowej?

 

1. Stal węglowa

Spawarka laserowama dobry wpływ na spawanie stali węglowej. Jakość spawania zależy od zawartości zanieczyszczeń. Aby uzyskać dobrą jakość spawania, wymagane jest wstępne podgrzanie, gdy zawartość węgla przekracza 0,25%. Wraz ze wzrostem zawartości węgla wzrasta wrażliwość pęknięć i karbów spoin. Zarówno stale średnio- i wysokowęglowe, jak i zwykłe stale stopowe można dobrze spawać laserowo, ale wymagane jest podgrzewanie wstępne i obróbka po spawaniu, aby wyeliminować naprężenia i uniknąć pęknięć.

 

 

2. Stal stopowa

W przypadku spawania laserowego stali niskostopowych o wysokiej wytrzymałości, pod warunkiem odpowiedniego doboru parametrów spawania, można uzyskać złącze o właściwościach mechanicznych równoważnych właściwościom materiału rodzimego.

 

3. Stal nierdzewna

Ze względu na dużą prędkość spawania i małą strefę wpływu ciepła spawarki laserowej, zjawisko przegrzania i duży współczynnik rozszerzalności liniowej spawania stali nierdzewnej są łagodzone, a spoina nie ma wad, takich jak pory i wtrącenia. W porównaniu ze stalą węglową, stal nierdzewna jest łatwiejsza do uzyskania głęboko topiących się wąskich spoin ze względu na jej niską przewodność cieplną, wysoki współczynnik absorpcji energii i wysoką wydajność topienia. Spawanie cienkich blach za pomocą spawarki laserowej małej mocy pozwala uzyskać połączenia o dobrym uformowaniu oraz gładkie i piękne spoiny.

 

4. Miedź i stopy miedzi

Podczas spawania miedzi i jej stopów często dochodzi do słabego wtopienia i niepełnej penetracji. Dlatego należy zastosować źródło ciepła o skoncentrowanej energii i dużej mocy oraz zastosować środki podgrzewające; gdy przedmiot obrabiany jest cienki lub sztywność konstrukcyjna jest niewielka i nie ma środków zapobiegających odkształceniom, po spawaniu łatwo jest spowodować duże odkształcenie, a gdy złącze spawane podlega dużym ograniczeniom sztywności, łatwo jest wygenerować naprężenia spawalnicze; pęknięcia termiczne są również łatwe do wygenerowania podczas spawania miedzi i stopów miedzi; pory są częstymi wadami spawania miedzi i stopów miedzi.

 

5. Aluminium i stopy aluminium

Aluminium i stopy aluminium są materiałami silnie odblaskowymi. Podczas spawania aluminium i jego stopów wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczalność wodoru w aluminium gwałtownie wzrasta. Rozpuszczony wodór staje się źródłem defektów spoiny. W spoinie będzie więcej porów, a podczas głębokiego spawania mogą pojawić się wgłębienia w grani, a spoina będzie słabo uformowana.

 

Charakterystyka materiałów metalowych determinuje proces spawania. Poniżej znajduje się analiza środków ostrożności podczas spawania laserowego metali:

 

1. Szybkość chłodzenia materiałów metalowych jest duża, co zależy od zawartości węgla w metalu i ma wpływ na kruchość, mikropęknięcia i wytrzymałość zmęczeniową materiałów metalowych.

 

2. Podczas procesu spawania lotne pierwiastki stopowe zawarte w stopie metalu odparowują ze stopionego jeziorka, co powoduje powstawanie porów i może również powodować podcięcia.

 

3. Podczas spawania materiałów ze stali węglowej zawartość węgla w materiale powinna być mniejsza niż 2%. Gdy zawartość węgla będzie wyższa niż 3%, wzrośnie trudność spawania laserowego, wzrośnie również tendencja do pęknięć na zimno, a materiał będzie miał tendencję do kruchego pękania pod wpływem zmęczenia i warunków dolnej ziarnistości. Uwzględnienie pewnej wielkości skurczu spoiny podczas projektowania złącza sprzyja zmniejszeniu naprężeń własnych i tendencji do pękania spoiny i strefy wpływu ciepła.

 

4. W przypadku, gdy spawarka laserowa spawa metale o zawartości węgla powyżej 3% i metale o zawartości węgla poniżej 3%, można zastosować spoinę skośną, aby ograniczyć przemianę martenzytu, wyeliminować naprężenia i zmniejszyć pęknięcia, co może zmniejszyć zarówno prędkość hartowania, jak i tendencję do pęknięć.

 

5. Niezależnie od tego, czy jest to spawanie laserowe impulsowe, czy ciągłe spawanie laserowe, ogólna spawarka laserowa impulsowa może zmniejszyć dopływ ciepła, pęknięcia termiczne i deformację przedmiotu obrabianego.