Что такое лазерная сварка?
Сварка является критическим процессом, используемым для постоянного соединения материалов, но традиционные методы сварки могут занимать много времени, быть неточными и приводить к деформации. Наоборот, точность, скорость и эффективность лазерной сварки изменили сварочную промышленность.
Лазерная сварка используется в нескольких отраслях промышленности, в том числе в автомобильной, аэрокосмической и медицинской. Для соединения материалов различных типов и толщины используется мощная и передовая технология лазерной сварки.
Этот процесс становится все более популярным благодаря своей точности, скорости и экономичности. Мощные лазеры используются в лазерной сварке для плавления и сплавления различных материалов, создавая прочное качественное соединение.
Это подробное руководство призвано дать читателям глубокое понимание лазерной сварки, включая ее историю, различные типы, процесс, толщину, обеспечение качества, области применения, преимущества, недостатки, стоимость и то, как выбрать подходящий аппарат для лазерной сварки.
История лазерной сварки
Ученые впервые применили технологию лазерной сварки в 1960-х годах, когда узнали, что лазерный луч может нагревать и плавить металл. В то время ни технология, ни стоимость техники не позволяли производить сварные швы большого калибра.
Однако лазерная сварка стала более практичной и начала использоваться в различных приложениях по мере развития лазерных технологий. Аэрокосмическая промышленность начала использовать лазерную сварку в 1970-х годах для соединения титана и других высокопрочных материалов.
Автомобильная промышленность начала использовать лазерную сварку в 1980-х годах для соединения деталей. В аэрокосмическом секторе теперь используется лазерная сварка для соединения титановых компонентов.
Со временем достижения в области лазерных технологий, в том числе разработка твердотельных лазеров, сделали лазерную сварку более доступной и недорогой для широкого спектра применений.
Основы лазерной сварки
Высококонцентрированный луч света фокусируется на соединяемых материалах в соответствии с принципами лазерной сварки. Материалы поглощают световую энергию, в результате плавятся и соединяются. Компьютерное программное обеспечение, обеспечивающее точность и правильность процесса сварки, обычно управляет лазерным лучом.
Сертификация и стандарты для лазерной сварки
Сертификация и стандарты гарантируют, что лазерная сварка соответствует определенным требованиям качества и безопасности. Существуют различные организации по сертификации и стандартизации лазерной сварки, такие как ISO и ASTM, а также требования для сертификации лазерной сварки. Преимущество того, чтобы быть сертифицированным лазерным сварщиком, многочисленно.
Как работает лазерная сварка?
Лазерный луч используется при лазерной сварке для соединения двух материалов. Благодаря своей точности и эффективности этот передовой метод сварки набирает популярность. В отличие от традиционных методов сварки, таких как газовая или электродуговая сварка, лазерная сварка плавит материал, используя сфокусированный луч света, а не тепло.
Мощные лазеры используются в лазерной сварке для плавления и сплавления материалов. Вещество плавится и образует лужу расплавленного металла из-за сильного тепловыделения лазерного луча. Расплавленная ванна затвердевает по мере прохождения лазерного луча, соединяя два материала.
Лазерная сварка отличается от традиционных методов тем, что для подачи тепла к материалу используется остро сфокусированный луч света, а не электрическая дуга или пламя.
Какие существуют виды лазерной сварки?
Кондукторная, замочная и глубокая сварка — три основных разновидности лазерной сварки.
- Сварка маломощной электропроводкой включает в себя нагрев поверхности материала до точки, в которой он плавится и плавится.
- Сварка с замочной скважиной, часто называемая сваркой с проплавлением, создает отверстие в материале с помощью сильного лазерного луча, заполненного расплавленным металлом, для создания сварного шва.
- Глубокая сварка — это мощная технология, позволяющая получить узкий глубокий шов с меньшей зоной термического воздействия.
Существует несколько типов лазерной сварки, в том числе сварка лазером CO2, сварка лазером Nd: YAG и сварка волоконным лазером.
- Лазерная сварка CO2 лучше всего подходит для сварки более толстых материалов.
- Лазерная сварка Nd: YAG лучше подходит для более тонких материалов.
- Волоконно-лазерная сварка — наиболее сложный вид сварки, позволяющий быстро и точно соединять различные материалы.
- Что такое процесс лазерной сварки?
Лазерный луч фокусируется на поверхности сплавляемого материала для лазерной сварки. Вещество впоследствии нагревается и плавится из-за поглощения им лазерного луча. Растворенные компоненты сливаются, образуя прочное соединение. Процесс управляется путем изменения мощности, скорости и точки фокусировки лазерного луча.
Подходящие материалы для сварки
С помощью лазерной сварки можно соединять самые разные материалы, в том числе металлы, полимеры и керамику. Нержавеющая сталь, алюминий, титан и медь являются типичными металлами для лазерной сварки. Металлы и полимеры можно соединять лазерной сваркой, если они имеют разный состав.
Процесс лазерной сварки
Процесс лазерной сварки включает в себя несколько этапов, включая подготовку материалов, фокусировку лазерного луча, нагрев материалов, охлаждение и отделку.
- Подготовка материалов: Свариваемые материалы должны быть тщательно очищены и подготовлены перед началом процесса сварки. Любые загрязнения на поверхности могут помешать процессу сварки и привести к слабому соединению.
- Фокусировка лазерного луча: Линза или зеркало направляет лазерный луч на поверхность материала. Фокус луча должен быть точным, чтобы гарантировать равномерный нагрев материала.
- Нагрев материалов: Лазерный луч направляется на поверхность материала после фокусировки. Материал нагревается лазерным лучом, который расплавляет его и заставляет сплавляться вместе, образуя сварной шов.
- Охлаждение: После сварки материал должен медленно остыть, чтобы предотвратить деформацию или растрескивание.
- Отделка: После того, как материал остынет, сварной шов проверяется, чтобы убедиться, что он соответствует требуемым спецификациям. Излишки материала или заусенцы удаляются, а поверхность при необходимости выравнивается и полируется.
Может ли лазерная сварка сваривать прочные материалы?
Толщина материала, который может соединить лазерный сварщик, зависит от мощности лазера. Нормальный диапазон мощности ручных лазерных сварочных аппаратов составляет 1500–3000 Вт, и они могут сваривать материалы толщиной до 4–5 мм. Тем не менее, более сильные лазерные сварщики могут сплавлять материалы толщиной не менее 20 мм.
Что необходимо учитывать при лазерной сварке некоторых материалов?
Важность контроля качества имеет важное значение для лазерной сварки. Мощность, скорость и фокус лазерного луча, а также подготовка и чистота материала — все это влияет на качество сварки. Сварной шов можно проверить в режиме реального времени, чтобы убедиться, что он соответствует параметрам, используя процедуры контроля качества.
Для различных материалов необходимы различные параметры лазерной сварки. Например, для сварки алюминия требуется меньшая мощность лазера и более высокая скорость сварки, чем для сварки нержавеющей стали. Длина волны и тип лазерного луча, используемого в процессе сварки, также могут иметь значение.
Крайне важно учитывать особые свойства материала и требуемые параметры лазерной сварки для получения высококачественного сварного шва.
Преимущества и недостатки лазерной сварки
Преимущества:
- Лазерная сварка создает сварные швы исключительного качества с минимальным искажением или деформацией. Автоматизация процесса сварки снижает трудозатраты и экономит время. Сварка – быстрый и эффективный процесс.
- Лазерная сварка может соединять разнородные материалы, такие как металл и пластик, которые сложно сваривать традиционными методами сварки.
- Лазерная сварка производит меньше отходов и является экологически безопасным процессом.
Лазерная сварка постепенно вытесняет традиционные методы сварки, такие как дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW), дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) и дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (SMAW). Это изменение связано с тем, что лазерная сварка безопаснее, а также дает более прочные и качественные результаты сварки.
Минусы:
- Для лазерной сварки необходимо специальное оборудование и квалифицированные операторы, что может быть дорогостоящим.
- Не каждый материал и толщина подходят для лазерной сварки
- Лазерная сварка приводит к образованию узкого шва, который может не подходить для больших или сложных компонентов.
Сколько стоит лазерная сварка?
Тип аппарата для лазерной сварки, свариваемый материал и необходимые параметры сварки — вот некоторые из переменных, влияющих на цену лазерной сварки. Стоимость ручных лазерных сварочных аппаратов варьируется от 10,000 50,000 до 1 XNUMX долларов, в то время как более крупные машины промышленного класса могут стоить более XNUMX миллиона долларов.
Как правильно выбрать лазерный сварочный аппарат?
Идеальный лазерный сварочный аппарат должен быть выбран для достижения наилучших результатов и эффективности. Выбирая лазерный сварочный аппарат, обратите внимание на следующие моменты:
- Нужды: Учитывайте особые требования к сварке, такие как тип свариваемого материала, толщина материала и требуемая скорость сварки.
- Состав: Различные материалы требуют различных параметров лазерной сварки. Убедитесь, что оборудование для лазерной сварки подходит для свариваемого материала.
- Бюджет: Определите бюджет для лазерного сварочного аппарата и сопутствующего оборудования, такого как системы вентиляции и защитное снаряжение.
- Размер и емкость: Выберите машину, которая может соответствовать размеру и мощности свариваемых компонентов.
- Служба поддержки производителя: Учитывайте репутацию производителя, обслуживание клиентов и поддержку.
- Выберите лазерный сварочный аппарат: Выберите тип лазерного сварочного аппарата, который лучше всего соответствует вашим потребностям, например, ручной или машины промышленного класса.
- Учитывайте простоту использования и требования к обучению: Выберите машину, простую в эксплуатации и обслуживании, и обеспечьте доступность обучения и поддержки.
Каковы применения лазерной сварки?
Электронная промышленность: Лазерная сварка часто используется в электронной промышленности, особенно при производстве передовых продуктов, таких как смартфоны, ноутбуки и планшеты.
Лазерная сварка может применяться в нескольких случаях, таких как сварка микрокомпонентов, соединение проводов и пайка. Лазерная сварка повысила надежность и эффективность электрических устройств.
Производство добавок: Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, представляет собой растущую отрасль, в которой лазерная сварка используется в качестве ключевой технологии. Лазерная сварка может использоваться в аддитивном производстве таких товаров, как 3D-изображения и декоры.
Мощные приложения: Лазерная сварка не ограничивается небольшими приложениями. Лазерная сварка может использоваться в приложениях с высокой мощностью, таких как сварка корпусов кораблей и крупных компонентов машин. Хотя он еще не популярен в этой отрасли, он стал отправной точкой.
Новые тенденции в технологии лазерной сварки
Поскольку технология лазерной сварки продолжает развиваться, появляются новые тенденции и инновации. Последние тенденции в технологии лазерной сварки включают волоконные лазеры, аддитивное производство и робототехнику. Эти тенденции могут повлиять на будущее лазерной сварки и отраслей, которые от нее зависят.
Поскольку технологии продолжают развиваться, будущее лазерной сварки выглядит многообещающе. Исследователи изучают новые материалы и области применения лазерной сварки, включая использование лазеров для сварки разнородных материалов.
Кроме того, растет интерес к использованию робототехники и автоматизации в лазерной сварке для повышения эффективности и снижения затрат. Будущее лазерной сварки захватывающее, и мы, вероятно, продолжим видеть достижения в этой области.
Заключение
Лазерная сварка — это быстрый и эффективный процесс, позволяющий получать высококачественные сварные швы с минимальным искажением или деформацией. Лазерная сварка может соединять разнородные материалы и используется в различных отраслях промышленности, включая автомобильную, аэрокосмическую и медицинскую.
Выбор подходящего аппарата для лазерной сварки и обеспечение надлежащей подготовки и контроля качества имеют решающее значение для получения высококачественных сварных швов.
Вас интересует лазерная сварка? Байсон лазер предлагает различные модели машин. Контакты чтобы узнать больше о наших лазерных сварочных аппаратах и о том, какую пользу они могут принести вашему бизнесу.
