Historia spawania laserowego
Pierwsze eksperymenty spawania laserowego zostały przeprowadzone w latach 60. XX wieku. Początkowo były one stosowane głównie do badań naukowych, ale szybko znalazły także zastosowanie w przemyśle. Obecnie spawanie laserowe jest jedną z najpopularniejszych metod łączenia materiałów. Pierwszymi urządzeniami do spawania laserowego były konwencjonalne urządzenia do spawania elektrycznego, w których zamiast elektrod stosowano wiązki lasera. Były to jednak urządzenia mało precyzyjne i kosztowne w utrzymaniu. W latach 70. i 80. pojawiły się pierwsze komercyjnie dostępne urządzenia do spawania laserowego, które były bardziej wydajne i precyzyjne.
Czym jest laser?
Najprościej rzecz ujmując, laser to wzmocnienie światła za pomocą wymuszonej emisji
promieniowania.
Czym jest spawanie laserowe?
Spawanie laserowe to proces polegający na łączeniu dwóch elementów za pomocą wiązki lasera. Energia impulsu światła laserowego skupia się za pomocą optycznego układu w niewielkim punkcie ogniskowym. Otrzymana tym sposobem wysokiej gęstości energia powoduje topienie obrabianych materiałów i spawanie ze sobą elementów z aluminium, stali nierdzewnej stali czarnej.
Technologia ta jest coraz częściej stosowana w przemyśle w szczególności podczas spawania aluminium czy stali nierdzewnej, ze względu na jej wiele zalet. Jest to metoda szybka, precyzyjna i bezpieczna, która może być wykorzystana do łączenia różnych materiałów w wielu gałęziach przemysłu. Po zakończeniu spawania nie jest wymagana żadna obróbka mechaniczna.
W jaki sposób działa spawanie laserowe?
Proces spawania laserowego polega na podgrzewaniu materiałów do temperatury stopienia
przez wiązkę lasera. Następnie dochodzi do faktycznego stopienia materiałów i ich łączenia.
Opis głównych parametrów spawania laserowego:
- moc wiązki laserowego światła ciągłego [kW] – im wyższa moc wiązki, tym większa głębokość przetopu złącza. Spawanie laserowe ze źle dobraną mocą względem spawanego detalu będzie skutkować złą strukturą łączenia,
- prędkość spawania [m/min] – im wyższa prędkość spawania, przy zachowaniu stałej mocy, sprawia że maleje głębokość przetopienia. Za duża szybkość powoduje, że metal krzepnie i stapia się za szybko
Pozostałe charakterystyczne parametry spawania laserowego:
- energia impulsu lasera w [kJ],
- czas trwania impulsu laserowego w [ms],
- częstotliwość powtarzania przy impulsowym spawaniu w [Hz],
- ogniskowa długość wiązki laserowej w [mm],
- usytuowanie ogniska wiązki laserowej wobec złącza w [mm],
- natężenie przepływu gazu ochronnego i jego rodzaj [l/min],
- wybrana długość ogniska wiązki laserowej [mm].
Ręczne spawarki laserowe nie nadają się do spawania tworzyw sztucznych. Natomiast niektóre modele naszych maszyn mają możliwość cięcia laserowego. Do cięcia laserowego metali niezbędne jest ustawienie odpowiednich parametrów na pulpicie sterowniczym i zmianę końcówki miedzianej w pistolecie, by otrzymać odpowiednią wiązkę laserową do tego typu operacji.
Ręczne spawanie laserem wymaga zachowania odpowiednich środków bezpieczeństwa. W szczególności ochronę oczu. Ochronę tę można zapewnić poprzez stosowanie odpowiednich certyfikowanych przyłbic spawalniczych z dodatkowym filtrem nie przepuszczającym wiązki lasera. W specyficznych warunkach można też stosować dedykowane okulary do pracy z laserem 4 kategorii.
Główne zalety spawania laserowego.
Spawanie laserem daje możliwość spawania materiałów trudnospawalnych. Spoiny wykonane laserem mogą być wykonane przy użyciu spoiwa jak i przez sam laser. Laser użyty w maszynach spawających pozwala uzyskać wysoką wydajność spawania aluminium i stopów różnych metali uzyskując wysokiej wytrzymałości spoiny. Spawanie laserowe zaczyna być powszechnie stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Łączone materiały posiadają spoiny bez przegrzania i odkształcenia powierzchni. Powierzchnię złącza należy przygotować jak podczas tradycyjnego spawania.
Spawanie laserowe to metoda z małą energią liniową i wąską pełną penetracją spoiny, które zapewnia estetyczny rezultat końcowy. Jeśli łączone są duże i cienkie arkusze, spawanie laserowe jest często jedyną metodą spawania, by spoina nie miała odkształceń termicznych w produkcie końcowym. Spawanie laserowe jest najlepszą metodę spawania, by zminimalizować utratę własności materiału bazowego, takich jak twardość i wytrzymałość.
Wiązka lasera może być użyta w spawaniu impulsowym produkcji wielkoseryjnej.
Spawanie punktowe w spawaniu laserowym może być bardzo przydatną możliwością gdzie głębokość przetopienia złącza ma być jak najmniejsza.
Proces spawania laserowego – definicja
Spawanie laserowe to proces polegający na łączeniu dwóch elementów za pomocą wiązki lasera. Technologia ta jest coraz częściej stosowana w przemyśle, ze względu na jej wiele zalet. Jest to metoda szybka, precyzyjna i bezpieczna, która może być wykorzystana do łączenia różnych materiałów. W procesie spawania laserowego możemy wyróżnić trzy etapy: nagrzewania, stopienia i chłodzenia. W trakcie nagrzewania materiały są podgrzewane do temperatury stopienia przez wiązkę lasera. Następnie dochodzi do faktycznego stopienia materiałów i ich łączenia. Na koniec, materiały są chłodzone, aż do osiągnięcia stanu stałego. Spawanie laserowe jest jedną z najbardziej precyzyjnych metod łączenia materiałów. W porównaniu do innych technik, takich jak spawanie elektryczne czy mechaniczne, spawanie laserowe daje możliwość łączenia elementów o bardzo cienkich ściankach i precyzyjnych kształtach. Ponadto, jest to metoda szybka i bezpieczna, ponieważ nie wymaga stosowania dużych sił ani dużych temperatur. Sam proces spawania i łatwość automatyzacji pozwala na szerokie zastosowanie tego typu nowoczesnej technologii w wielu gałęziach przemysłu, gdzie spoina musi mieć jak najmniejszy wpływ na odkształcenia metali.
