Lasersko varjenje kovin in njegove lastnosti

Uporaba laserskega varjenja kovin

Kovine z laserskim varjenjem so povezane predvsem, kadar so drugi načini povezave neuporabni ali problematični. Oprema za lasersko povezavo je zelo draga, zato jo morate kupiti le, če se prepričate, da delo ni mogoče opraviti z drugimi metodami.

Torej, so področja uporabe:

• izdelavo instrumentov in drugih mehanizmov natančnosti;
• proizvodnja kompleksnih izdelkov na osnovi nizko talilnih kovin;
• izdelava podatkov iz surovega železa;
• proizvodnja izdelkov iz plastičnih mas.

Ta tehnologija v industriji se je začela uporabljati šele pred približno 20 leti, in če je le mogoče, lahko kupite samo stacionarne naprave, pa tudi priročnik za varjenje doma.

Prednosti in slabosti

Lasersko povezovanje kovin ima svoje pluse in minuse. Kar zadeva prednosti, so naslednje:

• Kovinska površina se rahlo segreje, kar med delovanjem močno zmanjša svojo krivuljo;
• Laserski žarek prenaša optična vlakna, tako da jo lahko najdemo tudi na težko dostopnih mestih;
• Laserska oprema se lahko uporablja samo za kovinsko varjenje, pa tudi za rezanje;
• zagotavlja visokokakovostne zvare;
• Varilni proces zagotavlja dobre rezultate, je enostaven za nadzor.

Vendar ima tehnologijo in njegove pomanjkljivosti:

• oprema je zelo draga;
• varilni stroj ima nizko učinkovitost;
• Instalater mora imeti visoko kvalifikacijo.

Ampak, kljub pomanjkljivostim, je laser edina možnost za zagotavljanje točnega varjenja ali priključitev talilnih materialov.

Vrste varjenja

Lasersko varjenje je dve vrsti:

• Butt joint - v tem primeru ne uporabljajte dodatkov in fluksa. Med kovinami je dovoljen minimalni spoj, ne več kot 0,2 mm. Enaka vrednost je največja vrednost za fokusiranje laserskega žarka na križišču. Varjenje se izvaja s pomočjo "bodala" kovinskega penetracije za celotno debelino z intenzivnostjo laserskega sevanja do 1 mW / cm2. Šiv v tem primeru mora biti zaščiten pred oksidacijo z argonom ali dušikom, helij pa ga ščiti pred razgradnjo laserskega sevanja;
• Vezi - kovinske plošče so medsebojno nadgrajene, povezane so z močnim sevanjem. Varjenje se izvaja z lokalno pritrditvijo delov. Največja dovoljena razdalja med površinami kovin pri delu je 0,2 mm. Če želite izboljšati kakovost delov, ki jih želite priključiti, uporabite dvojni šiv.

Vrste laserjev

Pri varjenju kovin se uporabljajo dve vrsti laserjev:

• trdno stanje;
• plin.

Tovrstni tip laserja je izbran glede na namen uporabe opreme.

Trdna država

V tem primeru je aktivno telo deluje rubinasto palico s steklom in dopiranih s neodima ali itrija aluminijev granat, ki je dopiran z neodima in iterbij. Palica se nahaja v svetlobni komori. Če želite vzbujati atome aktivnega telesa, uporabite črpalko, ki ustvarja močne svetlobne bliskavice.

Na koncih aktivnega telesa sta dve ogledali:

• delno pregleden;
• odraža.

Laserski žarek bo izstopil skozi delno prosojno ogledalo, ki se večkrat reflektira v rudni palici in se vnaprej pomnožuje. Solidni laserji niso preveč močni, njihova moč segajo od 1 do 6 kW.

S temi lasersko varjene le majhne in ne debelejše dele, pogosto - a mikroelektronskih naprav, na primer tanke vodstvo žice s premerom 0,01-0,1 mm na podlagi kromniklja, zlata ali tantal. Prav tako je mogoče opaziti varjenje izdelkov na osnovi folije s premerom točkovnega reda 0,5-0,9 mm. Podobno je na kineskopu sodobnih televizorjev izdelan zaprti katodni šiv.

Katoda je cev dolžine 2 mm, premer 1,8 mm in debelina stene 0,04 mm. Dno debeline 0,12 mm je privarjeno na takšno cev na osnovi kroma nikljave zlitine. Takšni majhni izdelki se kuhajo zaradi visoke stopnje osredotočenja na žarke in natančnega odmerka energije s prilagajanjem trajanja impulza v določenih mejah.

Plin

Plinski laserji so močnejši, aktivna zmes v njih je mešanica plinov. Plin iz črpalk črpalka preko črpalke za izpust plina. Energijsko vzbujanje plina je posledica električnega praznjenja med elektrodami. Na koncih cevi za odvajanje plina so ogledala. Elektrode so priključene na vir energije in sam laser ohladi vodni sistem.

Glavna pomanjkljivost opreme z vzdolžno črpanjem plina je njena dimenzija. Toda laserji s prečnim črpanjem plina so bolj kompaktni. Skupna moč je lahko od 20 kW ali več, tako da lahko pri visoki hitrosti povežete kovine z debelino do 20 mm - približno 60 m / h.

Najmočnejše strukture so plinsko-dinamične. Uporabljajo pline za delo, ki se segrejejo na temperaturo od 1000 do 3000 K. Plin v njih se hitro širi skozi šobo. Zaradi tega se ujema z adiabatsko ekspanzijo, nato pa plin ohladi v območju resonatorja. Po hlajenju se vzburjene molekule prenesejo na nižjo raven energije, medtem ko oddajajo koherentno sevanje. Črpanje se lahko pojavi z uporabo drugega laserja ali drugih močnih virov energije. Zmogljive konstrukcije omogočajo varjenje s hitrostjo približno 200 m / h jeklo debeline 35 mm.

Varjenje z laserjem poteka pod atmosferskimi pogoji, ni potrebno ustvariti vakuuma, zato je treba zaščititi staljeno kovino iz zraka. Običajno se uporabljajo plini, npr. Argon. Za proces je značilno dejstvo, da se zaradi visoke toplotne moči žarka na površini varjenega produkta kovina močno izhlapi. Hlapi so ionizirani, zaradi česar je žarek razpršen in pregledan.

Zato je v pogojih uporabe naprave z močjo, poleg zaščitnega plina, tudi plinasto-plinasti plin v varilni coni. Običajno so helij, ki je veliko lažji od argona in ne bo razpršil žarka. Za poenostavitev postopka je treba uporabiti posebne mešanice plinov, ki imajo funkcijo za zatiranje plazme in zaščito. V tem primeru mora gorilnik dobaviti plin, tako da lahko izžari ionizirano pare.

Med delovanjem se nosilec počasi poglablja v del in potisne talilno kovino zvarnega bazena na zadnjo steno kraterja. To zagotavlja penetracijo "bodala", ki zagotavlja veliko globino in majhno širino šiva.

Visoka koncentracija energije v žarku omogoča doseganje visoke obratovalne hitrosti ter zagotavlja dober toplotni cikel in visoko trdnost kovine.

Laserski varilni stroji

Za to vrsto varilnih del se uporabljajo mobilna in kompaktna oprema, oprema za polno velikost pa se lahko uporablja tudi za priključitev večjih delov.

Pogosto za industrijske namene, takšni modeli strojev kot:

• LAT-S - uporablja se za varjenje samega laserskega in za varjenje kovin. Ima visoko moč, tako da lahko dosežete visoko zmogljivost v smislu. Lahko je opremljen z avtomatskimi koordinatnimi mizami, zaradi česar je mogoče z visoko hitrostjo obdelati kompleksne konstrukcije. Stroj vključuje dva modula. V prvem je vir energije in naprava za hlajenje laserja, drugi modul pa je mobilni okvir, v katerem se nahaja laserski radiator. Dva modula se zlahka premikajo zaradi prisotnosti koles v bazi. Za stacionarno delo s strojem je nepremostnost zagotovljena s pomočjo posebnega mehanskega blokatorja;
• MUL-1 - ta stroj je majhen, uporablja se za lasersko varjenje in površinsko obdelavo kovin. Z njeno pomočjo lahko spajate zlato in srebro. Kuhalni nakit, ki ga ta stroj lahko opravi enostavno in z visoko natančnostjo. Pogosto se oprema uporablja za popravilo in proizvodnjo nakita. Kovinske dele majhne velikosti se lahko varijo brez močnega segrevanja, dovoljeno je celo povezovanje okvirov očal. Naprava je primerna, da je dovolj moči za delovanje 220 V. Odvisno od izbranega načina je moč naprave od 1,9 do 2,5 kW;
• LAT-400 - se uporablja za združevanje velikih izdelkov. Sistem vključuje močan solid-solid laser, napajalnik in hladilno napravo. Laser ima visoko moč in zmogljivost, tako da je mogoče celo zapleteno delo opraviti z visoko hitrostjo. Oprema je priključena na račun trifaznega omrežja 380 V. Pri konični obremenitvi je moč naprave približno 13 kW. Enota je opremljena z mehaniziranim sistemom, ki ga poganja enosmerni motor. To olajša premikanje laserske glave v tri ravnine.

Ročno lasersko varjenje se izvaja z uporabo takšnih naprav:

• WELD-WF je prenosna naprava, ki vam omogoča delo tudi na težko dostopnih mestih. Vključuje manipulator, priključen na vlakno. Generirano lasersko sevanje se prenaša vzdolž vlaken. Ker obstaja povratna informacija, s pomočjo naprave lahko dobite najboljši zvara v primerjavi z opremo, v kateri takšnih možnosti ni. Naprava ima moč samo 1,5 kW in deluje iz omrežja 220 V. Primerna je za različna popravila, kadar je demontaža težavna ali dolgotrajna;
• CLW120 je ročna naprava z nizko močjo, kar je odlično za delo, ki zahteva natančnost nakita in točkovno lasersko varjenje. Poleg tega se lahko uporablja za povezavo železnih in neželeznih kovin, nerjavnega jekla ali titanovih zlitin. Kapaciteta opreme je 10 kW, omrežne zahteve so 220 V.

Skoraj vse te naprave so opremljene z daljnogledom, ki ščiti oči pred negativnim vplivom laserskega žarka in hkrati pomaga povečati obrat za predelavo, je delo, ki se učinkovito in natančno izvede.