Что такое лазерная сварка

Технология лазерной сварки – это сплав сварочная технология Система использует лазерный луч в качестве источника энергии для его воздействия на сварной шов с целью сварки. Она состоит из оптического генератора и среды, расположенной между зеркалами на обоих концах резонатора генератора.

1. Основная информация

Возбуждать электроны или молекулы, создавая концентрированные и фазово-идентичные световые лучи, преобразуя их в энергию. Название «лазер» происходит от первой буквы английской аббревиатуры Light Amplification by Stimulated Emission Radiation (усиление света с помощью вынужденного излучения).

Он состоит из оптического генератора и среды, расположенной между зеркалами на обоих концах резонатора генератора. Когда среда возбуждается до состояния высокой энергии, она начинает генерировать световые волны той же фазы и отражаться туда и обратно между зеркалами на обоих концах, создавая эффект фотоэлектрического струнного перехода, усиливая световые волны и получая достаточную энергию для излучения лазерного света.

Первый в мире лазерный луч был получен в 1960 году с помощью лампы-вспышки для возбуждения рубиновых зёрен. Из-за ограниченной теплоёмкости кристалла лазер способен генерировать лишь очень короткие импульсы с очень низкой частотой. Хотя мгновенная пиковая энергия импульса может достигать 10~6 Вт, это всё равно низкая выходная мощность.

2. Особенности лазерной сварки

Прежде всего, лазерная сварка может минимизировать количество подводимого тепла, диапазон металлографических изменений зоны термического влияния мал, а деформация, вызванная теплопроводностью, также минимальна. Нет необходимости использовать электроды, и нет беспокойства об их загрязнении или повреждении. А поскольку это не контактная сварка, износ и деформация оборудования могут быть сведены к минимуму. Лазерный луч легко фокусировать, выравнивать и направлять с помощью оптических приборов. Его можно разместить на соответствующем расстоянии от заготовки и направлять между инструментами или препятствиями вокруг заготовки. Другие методы сварки не могут быть использованы из-за вышеупомянутых пространственных ограничений. . Во-вторых, заготовку можно поместить в замкнутое пространство. Лазерный луч можно сфокусировать на небольшой площади, можно сваривать небольшие и близко расположенные детали, можно сваривать широкий спектр материалов, а также соединять различные разнородные материалы. Кроме того, высокоскоростную сварку легко автоматизировать, и ею также можно управлять цифровым способом или компьютером. При сварке тонких материалов или проволоки малого диаметра не так легко доставить неприятности, как при дуговой сварке.

3. Преимущества лазерной сварки

● Подвод тепла может быть снижен до минимально необходимого значения, диапазон металлографических изменений в зоне термического влияния невелик, а деформация, вызванная теплопроводностью, также минимальна.

● Параметры сварочного процесса однопроходной сварки пластин толщиной 32 мм были проверены и квалифицированы, что позволяет сократить время, необходимое для сварки толстых пластин, и даже сэкономить расход присадочного металла.

● Нет необходимости использовать электроды, и нет необходимости беспокоиться об их загрязнении или повреждении. Кроме того, поскольку это не контактная сварка, износ и деформация оборудования могут быть сведены к минимуму.

● Лазерный луч легко фокусируется, выравнивается и направляется оптическими приборами. Его можно расположить на необходимом расстоянии от заготовки и направлять между инструментами или препятствиями вокруг заготовки. Другие методы сварки не могут быть использованы из-за вышеупомянутых ограничений пространства.

● Заготовку можно разместить в закрытом пространстве.

● Лазерный луч можно сфокусировать на небольшой площади и сваривать небольшие и близко расположенные детали.

● Существует широкий спектр свариваемых материалов, а также можно соединять друг с другом различные разнородные материалы.

● Высокоскоростную сварку легко автоматизировать, ею также можно управлять с помощью цифрового или компьютерного оборудования.

● При сварке тонких материалов или проволоки малого диаметра не возникнет таких проблем, как при дуговой сварке.

● Не подвержен влиянию магнитного поля (дуговая сварка и электронно-лучевая сварка легко поддаются обработке) и позволяет точно выравнивать свариваемые изделия.

● Можно сваривать два вида металлов с разными физическими свойствами (например, разным сопротивлением)

● Не требуется вакуумная или рентгеновская защита.

● При использовании перфорированной сварки соотношение глубины и ширины сварного шва может достигать 10:1.

● Устройство можно переключить для передачи лазерного луча на несколько рабочих станций.

4. Преимущества и недостатки

● Положение сварной конструкции должно быть очень точным и находиться в пределах фокусировки лазерного луча.

● Если для сварки требуется использовать кондуктор, необходимо убедиться, что конечное положение сварной конструкции совпадает с точками сварки, на которые воздействует лазерный луч.

● Максимальная толщина свариваемого материала ограничена, а толщина проплавления заготовки значительно превышает 19 мм. Лазерная сварка не подходит для производственной линии.

● Свариваемость материалов с высокой отражательной способностью и высокой теплопроводностью, таких как алюминий, медь и их сплавы и т. д., может быть изменена лазером.

● При выполнении сварки лазерным лучом средней и высокой энергии необходимо использовать плазменный контроллер для удаления ионизированного газа вокруг расплавленной ванны, чтобы обеспечить повторное появление сварного шва.

● Эффективность преобразования энергии слишком низкая, обычно менее 10%.

● Сварной шов быстро затвердевает, и могут возникнуть опасения относительно пористости и хрупкости.

● Оборудование дорогое.

5. Применение

Технология лазерной сварки широко используется в таких областях высокоточного производства, как автомобилестроение, судостроение, самолетостроение и высокоскоростное железнодорожное строительство, что значительно повысило качество жизни людей и вывело индустрию бытовой техники в эру прецизионного производства.

6. Преимущества гибридной сварки

Технология лазерной гибридной сварки имеет значительные преимущества. Для лазерного смешивания преимущества в основном отражаются в сегодняшних: большее проникновение/больший зазор свариваемости; лучшая вязкость сварного шва, добавление вспомогательных материалов может повлиять на структуру решетки сварного шва; обратная сторона шва без прожога Явление наплыва; сфера применения шире; с помощью технологии замены лазера инвестиции меньше. Для лазерной смеси для сварки в среде инертного газа MIG преимущества в основном отражаются в сегодняшних: более высокая скорость сварки; большая глубина сварки плавлением; меньше выделяемого тепла при сварке; высокая прочность сварного шва; малая ширина сварного шва; небольшой выступ сварного шва. Таким образом, производственный процесс всей системы стабилен, а доступность оборудования хорошая; рабочая нагрузка на подготовку сварочного шва и обработку сварочного шва после сварки невелика; время производства сварки короткое, стоимость низкая, а эффективность производства высокая; он имеет хорошие характеристики конфигурации оптического оборудования.

Однако инвестиционные затраты на лазерную гибридную сварку в энергетическом оборудовании относительно высоки. С дальнейшим расширением рынка стоимость энергетического оборудования также снизится, и технология лазерной гибридной сварки найдет применение в более широких областях. Как минимум, лазерная гибридная сварка является весьма подходящим методом сварки алюминиевых сплавов и в долгосрочной перспективе станет основным инструментом сварочного производства.