Что такое лазерная сварка?
Лазерная сварка это передовая технология соединения двух или более частей термопластов и металлов с помощью высокосфокусированного лазерного луча в видимом/инфракрасном диапазоне. Лазерная система, используемая в этом методе, представляет собой высококонцентрированный источник тепла/энергии с возможностью создания глубоких швов лазерной сварки для пайки металлических деталей. Этот система лазерной сварки была изобретена в 1988 г. Джонсом и его командой для промышленного применения.
Луч теплового лазера очень сфокусирован, поэтому он не повреждает другие близлежащие металлические детали. Благодаря тонкому фокусу этот метод обеспечивает безупречную и эстетичную сварку. Более того, с помощью лазерной сварки можно сваривать детали толщиной даже в несколько миллиметров.
Этот метод известен своими высокоточными характеристиками для прецизионной сварки.
Процесс лазерной сварки происходит быстро, так как не требует дополнительных расходных материалов для соединения металлов. Однако этот дополнительный материал часто требуется в традиционных методах сварки, таких как сварка MIG (металл в среде инертного газа) и TIG (вольфрам в среде инертного газа).
Техника лазерной сварки применяется к таким металлам, как алюминий, сталь и титан, а также к изысканным металлам, таким как серебро и золото. Благодаря своей способности работать с различными металлами и прецизионным возможностям, эта технология позволяет разрабатывать тонкие и высокоточные компоненты. Более того, методы лазерной сварки очень удобны для использования в труднодоступных для человека местах, т.е. в небольших зонах доступа.
Все эти особенности будет намного легче понять, зная, что происходит внутри аппарата для лазерной сварки. Как результаты становятся точными и целенаправленными? Как небольшой луч приводит к такой прочной связи? Чтобы развить такое понимание, необходимо глубже погрузиться в технические детали внутреннего процесса, лежащего в основе этого передового, т. е. метода лазерной сварки.
Техника лазерной сварки
Технология лазерной сварки работает в двух различных режимах. Один из них — режим сварки с отверстием под ключ, а другой — режим сварки с ограниченной проводимостью. Режим сварки зависит от материала заготовки и плотности мощности, с которой луч попадет на заготовку. Прочтите подробности ниже, чтобы понять особенности этих двух режимов и их различия.
- Режим сварки с замочной скважиной
Производители предпочитают сварку в замочную скважину, так как это режим с высокой удельной мощностью, и большинство металлов идеально свариваются с помощью лазерного луча с высокой плотностью энергии. Эта высокая плотность мощности лазерного луча достигается за счет механизма замочной скважины.
Изначально сварочный аппарат фокусируется именно на заготовке, где требуется соединение. Когда процесс начинается, лазерная установка производит нагретый лазерный луч высокой плотности. Знайте, что плотность достаточно высока, чтобы не только расплавить металлическую деталь заготовки, но даже испарить материал заготовки. Когда лазер входит в заготовку и испаряет ее, создается небольшая полость, называемая полостью замочной скважины. Эта полость становится ионизированной из-за сфокусированного пучка высокой энергии, что приводит к образованию плазмы, что дополнительно способствует процессу, предотвращая разрушение стенок полости. Эта замочная скважина пересекается с другим соединяемым металлом или деталью. Высокоинтенсивный энергетический луч и создание плазмы в конечном итоге соединяют две части и образуют сварной шов.
- Режим сварки с ограниченной проводимостью
Этот режим лазерного луча обычно мало используется, поскольку он не может проникать в материал. Лазерный луч в этом режиме имеет меньшую плотность мощности, поэтому плазма не образуется. Из-за этого лучу не хватает энергии, чтобы проникнуть глубже в поверхность и обеспечить глубокий сварной шов. Следовательно, этот режим лазера используется только для выполнения сложных поверхностных сварных швов и предпочтителен для приложений, требующих высокоточных поверхностных соединений.
Что такое сварка МИГ?
MIG означает металлический инертный газ. Этот метод часто называют традиционным методом сварки. При сварке MIG электрический ток и дополнительный расходуемый материал помогают скрепить свариваемые детали. Этот традиционный метод сварки был впервые изобретен в 1940-х годах для сварки цветных металлов.
MIG является подтипом или подпроцессом GMA (газовой дуговой сварки), при котором предполагаемые заготовки соединяются вместе с помощью сварочного тока и присадочного материала (используется дополнительный металл). Газ, используемый в этом типе сварки, представляет собой инертный газ, гелий, аргон, азот или их комбинацию.
Этот метод сварки лучше всего подходит для цветных металлов, таких как медь, титан, магний и их сплавы. Но, по мере того, как были достигнуты успехи, он прекрасно работает и с некоторыми другими металлами, такими как алюминий.
Этот традиционный процесс сварки требует от сварщика надлежащих мер предосторожности и правил техники безопасности для обеспечения безопасного процесса сварки. Свариваемые металлы не создают большого беспорядка на поверхности; следовательно, сформированная заготовка часто бывает аккуратной и чистой, но не более, чем после лазерной сварки. (Подробное сравнение Laser и MIG см. далее в статье).
Этот метод сварки иногда приводит к более глубокому или неполному проплавлению из-за превышения тока.
Возможно, теперь вы знаете о процессе сварки, но вам может быть интересно, где этот инертный газ используется в процессе сварки. Как поток тока соединяет два металла? Чтобы разобраться в деталях, давайте углубимся в технический процесс, происходящий во имя сварки МИГ.
Техника сварки МИГ
Сварка MIG требует много электроэнергии и тока для ее успешного применения на заготовке. Между отрицательным катодом и положительным анодом возникает явление короткого замыкания. Дополнительный расходный материал, электродная проволока, действует как положительный анод. В то время как основной металл или заготовка, которая подлежит сварке, действует как отрицательный катод. Между этими двумя свариваемыми материалами возникает электрическая дуга, называемая коротким замыканием. Это устоявшееся электрическое искусство помогает расплавить электродную проволоку (дополнительный присадочный материал). Затем этот расплавленный материал осаждается между свариваемыми деталями. Этот расплавленный наполнитель действует как связующее после того, как он остынет и затвердеет, что приведет к сплавлению двух заготовок в виде сварного шва.
Инертный газ здесь фактически работает как защитный газ для защиты сварочной ванны. Это помогает предотвратить реакцию расплавленного наполнителя с азотом или кислородом в окружающей среде или на металлических участках. Предположим, что защитный инертный газ не используется. В этом случае это приведет к образованию отверстий из-за реакции между материалом и кислородом, что приведет к чрезмерному разбрызгиванию, что может повлиять на отделку заготовки.
Лазерная сварка и сварка MIG: фактические видимые различия
Теперь, когда вы уже знаете, как работают лазерная сварка и сварка MIG, давайте узнаем основные различия между ними, чтобы увидеть, какой из них лучше всего подходит для определенного применения. Ниже мы создали сравнительную таблицу, чтобы вы лучше поняли:
| Лазерная сварка | Сварка MIG |
| Металлы можно сваривать напрямую без какой-либо предварительной подготовки | Традиционная и старая техника |
| Подходит для тонких материалов толщиной <1 мм | Подходит для металлов толщиной > 1 мм. |
| Дает гладкую и аккуратную отделку | Придает опрятный вид |
| Высокая скорость сварки | Относительно низкая скорость сварки |
| Не требует дополнительной очистки поверхности | Требуется очистка поверхности для приобретения такого же аккуратного вида |
| Простота в эксплуатации | Сложный процесс и требует большего внимания |
| Не требует дополнительных расходных материалов | Требует дополнительного расхода присадочного металла |
| Использует высококонцентрированный нагретый лазер | Использует электрический ток для сварки |
| Дорогая процедура | Сравнительно доступный |
| Одинаково эффективен для различных металлов | Рекомендуется для цветных металлов, отлично подходит для других металлов. |
| Металлы можно сваривать напрямую без какой-либо предварительной подготовки | Металлы требуют предварительной ручной очистки, чтобы очистить их от возможных загрязнений. |
| Может использоваться для заготовок в верхнем или вертикальном положении. | Плохо получается, если заготовка находится в вертикальном положении из-за текучести плавящегося наполнителя |
| Высокое соотношение глубины и ширины сварного шва | Низкое отношение глубины к ширине сварного шва |
| Меньшее выделение тепла и энергии | Высокое тепло- и энерговыделение |
| Безопасен в использовании благодаря чрезвычайно сфокусированному лазерному лучу | Может быть опасным и вызывать ожоги из-за уязвимости к теплу |
| Практически не повреждает заготовку | Возможна деформация заготовки в зоне термического влияния из-за теплопередачи |
| Подходит для сварки предметов роскоши | Только для выполнения общих сварных швов |
| Лучше всего использовать в труднодоступных местах | Лучше всего подходит для открытых поверхностей |
В приведенной выше таблице мы сравнили лазерную сварку со сваркой MIG. Это сравнение позволяет лучше понять, какой режим использовать в ваших сварочных задачах. Одним из заметных недостатков лазерной сварки является ее дороговизна, но обратите внимание, что инвестиции того стоят. Однако, если материал заготовки совместим со сваркой MIG, она также может дать хорошие результаты. Таким образом, лазерная сварка не будет хорошим вариантом, если цена больше касается отделки. Однако для сварки сложных материалов, таких как роскошные украшения, использование сварки MIG приведет только к слабому и плохому результату. Примите лучшее решение, основанное на вашем усмотрении.
Плюсы и минусы лазерной сварки
Без сомнения, лазер является передовой технологией сварки, но у него есть недостатки, которым часто не уделяется должного внимания. Давайте посмотрим на видимый список плюсов и минусов этой техники:
Плюсы лазерной сварки
Вот список преимуществ лазерной сварки:
- Придает эстетически аккуратный вид
- Лучше всего использовать в приложениях, где важна гигиена, например, в медицинском оборудовании.
- Обеспечивает производительный и надежный сварной шов
- Полезно для использования в местах, где люди не могут вмешиваться (недоступные для людей зоны)
Минусы лазерной сварки
Вот список недостатков лазерной сварки:
- Дорого, поскольку система лазерной сварки дорогая
- Меньший допуск на зазор
Плюсы и минусы сварки MIG
Хотя сварка MIG является довольно старым методом по сравнению с лазерной сваркой, она имеет ряд преимуществ. Рассмотрим плюсы и минусы этой техники:
Плюсы сварки MIG
Вот список преимуществ сварки MIG:
- Обеспечивает прочные и долговечные сварные швы
- Меньше разбрызгивания, если процесс выполнен правильно
- Бюджет дружественных
Минусы сварки MIG
Вот список недостатков сварки MIG:
- Подвержен загрязнению и термической деформации
- Материал требует тщательного ухода
- Опасен из-за теплопередачи, поэтому требует защиты
Лазерная сварка или сварка MIG: что лучше?
Теперь наступает заключительная часть, и это сложно, если вы новичок в сфере сварки и не знаете, какой из них выбрать.
При выборе техники сварки рекомендуем немного углубиться в детали и задать себе несколько вопросов:
- Какой материал собираетесь сваривать?
- В каком приложении будет использоваться заготовка?
- Вас беспокоит эстетический вид материала?
- Какой у вас бюджет?
Получив ответы на эти вопросы, сравните их с приведенной выше таблицей различий между лазерной сваркой и сваркой MIG. Например, если металл и применение будут какие-то ювелирные, используйте лазерную сварку. Если эстетический вид вас не беспокоит, и вы хотите экономичный процесс, выбирайте сварку MIG. Точно так же погрузитесь глубже в детали, изучите свой материал, узнайте о процедурах сварки и выберите в зависимости от ваших условий.
Заключение
Лазерная сварка и сварка MIG — два популярных метода сварки. Оба имеют свои преимущества и недостатки. Если вы не уверены, какой из них выбрать для вашего проекта, свяжитесь с нами для мгновенного расчета стоимости. Baison является одним из ведущих производителей оборудования для волоконного лазера в Китае. Мы можем помочь вам решить, какой метод сварки лучше всего подходит для ваших нужд.
