Останнє оновлення: 2022 Автор 4 Min Читати

Посібник з основ лазерного зварювання

Посібник з основ лазерного зварювання

Основи лазерного зварювання

Лазерне зварювання - це безконтактний процес, який вимагає доступу до зони зварювання з одного боку деталей, що зварюються.

• Зварний шов утворюється, коли інтенсивне лазерне світло швидко нагріває матеріал – зазвичай обчислюється за мілісекунди.

• Зазвичай існує три типи зварних швів:

– Режим проведення.

– Режим провідності/проникнення.

– Режим проникнення або замкової щілини.

• Кондуктивне зварювання виконується при низькій щільності енергії, утворюючи неглибокий і широкий зварний кусок.

• Режим провідності/проникнення виникає при середній щільності енергії та демонструє більше проникнення, ніж режим провідності.

• Зварювання з проплавленням або замковою щілиною характеризується глибокими вузькими зварними швами.

– У цьому режимі лазерне світло утворює нитку випаровуваного матеріалу, відому як «замкова щілина», яка простягається в матеріал і забезпечує канал для ефективної доставки лазерного світла в матеріал.

– Ця пряма доставка енергії в матеріал не залежить від провідності для досягнення проникнення, і тому мінімізує тепло в матеріал і зменшує зону теплового впливу.

Кондуктивне зварювання

• Кондуктивне з’єднання описує групу процесів, у яких лазерний промінь фокусується:

– Щоб забезпечити щільність потужності порядку 10³ Втмм⁻²

– Він сплавляє матеріал для створення з’єднання без значного випаровування.

• Кондуктивне зварювання має два режими:

– Прямий нагрів

– Передача енергії.

Пряме нагрівання

• Під час прямого нагрівання,

– тепловий потік регулюється класичною теплопровідністю від поверхневого джерела тепла, а зварний шов виконується шляхом плавлення частин основного матеріалу.

• Перші електропровідні зварювальні шви були зроблені на початку 1960-х років, використовували малопотужний імпульсний рубін і CO2 лазери для з'єднувачів проводів.

• Електропровідні зварні шви можуть бути виконані в широкому діапазоні металів і сплавів у формі дроту та тонких листів у різних конфігураціях.

- CO2 , Nd:YAG та діодні лазери з рівнями потужності порядку десятків ват.

– Прямий нагрів за допомогою a CO2 лазерний промінь також можна використовувати для зварювання внахлест і встик полімерних листів.

Трансмісійне зварювання

• Пропускаюче зварювання є ефективним способом з’єднання полімерів, які пропускають ближнє інфрачервоне випромінювання Nd:YAG та діодних лазерів.

• Енергія поглинається за допомогою нових методів міжфазного поглинання.

• Композитні матеріали можна з’єднувати за умови схожості теплових властивостей матриці та армування.

• Режим передачі енергії провідним зварюванням використовується з матеріалами, які пропускають ближнє інфрачервоне випромінювання, зокрема полімерами.

• Поглинаючу фарбу розміщують на межі з’єднання внапуск. Чорнило поглинає енергію лазерного променя, який направляється на обмежену товщину навколишнього матеріалу з утворенням розплавленої міжфазної плівки, яка твердне у вигляді зварного з’єднання.

• З’єднання внахлест товстих секцій можна виконувати без розплавлення зовнішніх поверхонь з’єднання.

• Стикові зварні шви можна виконати, спрямувавши енергію до лінії з’єднання під кутом через матеріал з одного боку з’єднання або з одного кінця, якщо матеріал має високу пропускну здатність.

Лазерне паяння та пайка

• У процесах лазерного паяння та паяння промінь використовується для розплавлення наповнювача, який змочує краї з’єднання без плавлення основного матеріалу.

• Лазерне паяння почало набувати популярності на початку 1980-х років для з’єднання проводів електронних компонентів через отвори в друкованих платах. Параметри процесу визначаються властивостями матеріалу.

Лазерне зварювання проплавленням

• При високій густині потужності всі матеріали будуть випаровуватися, якщо енергія може бути поглинена. Таким чином, при зварюванні таким способом отвір зазвичай утворюється шляхом випаровування.

• Цей «отвір» потім проходить крізь матеріал, а розплавлені стінки закриваються за ним.

• У результаті виходить зварний шов із замковою щілиною. Він характеризується зоною плавлення з паралельними сторонами та малою шириною.

Ефективність лазерного зварювання

• Термін для визначення цієї концепції ефективності відомий як «ефективність об'єднання».

• Ефективність з’єднання не є справжньою ефективністю, оскільки вона має одиниці (мм2 з’єднаних/кДж поставленого).

– ККД=Vt/P (зворотне значення питомої енергії при різанні), де V = швидкість руху, мм/с; t = товщина шва, мм; P = падаюча потужність, кВт.

Ефективність приєднання

• Чим вище значення ефективності з'єднання, тим менше енергії витрачається на непотрібне нагрівання.

– Нижня зона теплового впливу (HAZ).

– Менше спотворення.

• Контактне зварювання є найефективнішим у цьому відношенні, тому що енергія плавлення та ЗТВ генерується лише на зварюваній поверхні високого опору.

• Лазерний і електронний промінь також мають хорошу ефективність і високу щільність потужності.

Варіації процесу

• Дугове лазерне зварювання.

– Дуга від пальника TIG, встановленого поблизу точки взаємодії лазерного променя, автоматично зафіксується на сформованій лазером гарячій точці.

– Температура, необхідна для цього явища, приблизно на 300°C вище температури навколишнього середовища.

– Ефект полягає або в стабілізації дуги, яка є нестабільною через швидкість переміщення, або в зменшенні опору дуги, яка є стабільною.

– Блокування відбувається лише для дуг із малим струмом і, отже, повільним катодним струменем; тобто для струмів менше 80А.

– Дуга розташована на тій самій стороні заготовки, що й лазер, що дозволяє подвоїти швидкість зварювання для помірного збільшення капітальних витрат.

• Двопроменеве лазерне зварювання

– Якщо два лазерних променя використовуються одночасно, то є можливість контролювати геометрію зварювальної ванни та форму зварювального валика.

– За допомогою двох електронних променів замкову щілину можна було стабілізувати, спричиняючи менше хвиль у зварювальній ванні та забезпечуючи краще проникнення та форму валика.

– Ексимер і CO2 Комбінація лазерних променів показала покращене з’єднання для зварювання матеріалів з високою відбивною здатністю, таких як алюміній або мідь.

– Розширений зв’язок розглядався головним чином через:

• зміна відбивної здатності через поверхневу хвилястість, спричинену ексимером.

• вторинний ефект, що виникає внаслідок зв'язку через плазму, що генерується ексимером.

Посібник із матеріалів для фрезера з ЧПУ

2019-07-02 Попереднє повідомлення

Як працює лазерний зварювальник?

2019-07-16 наступне повідомлення

Подальше читання

12 найпопулярніших зварювальних апаратів 2025
2025-02-06 10 Min Read

12 найпопулярніших зварювальних апаратів 2025

Дізнайтеся про 12 найпопулярніших зварювальних апаратів 2025 at STYLECNC з MIG, TIG, AC, DC, SAW, CO2 апарати газового, лазерного, плазмового, стикового, точкового зварювання, зварювання під тиском, SMAW та стрижневого зварювання.

Лазерне променеве зварювання VS плазмове дугове зварювання
2024-11-29 5 Min Read

Лазерне променеве зварювання VS плазмове дугове зварювання

Лазерне зварювання та плазмове зварювання є найпопулярнішими рішеннями для зварювання металів у світі, які відмінності між ними, давайте почнемо порівнювати лазерне зварювання та плазмове зварювання.

Сильні сторони та обмеження лазерного зварювання: чи є воно міцним?
2024-07-18 4 Min Read

Сильні сторони та обмеження лазерного зварювання: чи є воно міцним?

У цій статті наведено визначення, принцип, надійність, обмеження, плюси та мінуси лазерного зварювання, а також його порівняння зі зварювальними апаратами MIG та TIG.

Керівництво по системі лазерної мікрообробки
2023-08-25 4 Min Read

Керівництво по системі лазерної мікрообробки

Лазерна мікрообробна система — це тип технології лазерної обробки (LBM) для глобального виробництва з лазерним різанням, лазерним маркуванням, лазерним зварюванням, лазерним гравіруванням, лазерною обробкою поверхні та 3D друк.

Імпульсний лазер проти лазера CW для очищення та зварювання
2023-08-25 6 Min Read

Імпульсний лазер проти лазера CW для очищення та зварювання

Які відмінності між лазером безперервної хвилі та імпульсним лазером для очищення та зварювання? Давайте зробимо порівняння імпульсного лазера та лазера CW для металевих швів, видалення іржі, зняття фарби та покриття.

Що таке ультрашвидкий лазер?
2023-08-25 8 Min Read

Що таке ультрашвидкий лазер?

З нетерпінням чекаєте дізнатися про надшвидкісні лазери для різання, гравірування, маркування та зварювання? Перегляньте цей посібник, щоб зрозуміти надшвидке лазерне визначення, типи, компоненти, застосування, плюси та мінуси.

Публікуйте свій відгук

Рейтинг від 1 до 5 зірок

Поділіться своїми думками та почуттями з іншими

Натисніть, щоб змінити Captcha