Лазерная сварка — это быстрый и высокоэффективный метод соединения металлических материалов, являющийся простой альтернативой таким традиционным методам сварки, как TIG, MIG/MAG или MMA сварка. В этой статье мы поговорим о том, какие материалы можно сваривать с помощью лазера, а также рассмотрим некоторые особенности соединения каждого из них.
Преимущества лазерной сварки
Лазерная сварка является термическим методом сварки, то есть для соединения материалов используется высокоточный сфокусированный лазерный луч, нагревающий поверхность материала до температуры плавления, что позволяет образовать шов на стыке двух свариваемых вместе объектов. Основными преимуществами лазерной сварки, по сравнению с традиционными методами являются:
-
В результате соединения получается чистый и ровный шов, не требующий дополнительной обработки.
-
Благодаря точечному воздействию лазерного излучения и наличия гибкой настройки его параметров, лазерная сварка не приводит к сильной деформации или изменении свойств свариваемых вместе материалов, что делает её отличным способом сварки тонких материалов. В связи с этим, лазерная сварка очень популярна в производстве электрокомпонентов, в том числе и аккумуляторов для современных электромобилей.
-
Лазерная сварка является бесконтактной, что значительно облегчает сварку крупногабаритных конструкций или создание соединений в труднодоступных местах.
-
Лазерный сварочный аппарат максимально прост в эксплуатации и не требует поиска высококвалифицированного специалиста для его применения. После прохождения относительно короткого периода обучения, оператор лазерной сварки сможет создавать надёжные и аккуратные соединения, не уступающие другим методам сварки, а ведь обучиться лазерной сварке может практически каждый.
Лазерная сварка довольно универсальна и на практике используется, например, при производстве различных деталей, электроники, сувениров, ювелирных изделий, автомобилей и т.д.
Лазерный сварочный аппарат 3 в 1
Мощность от 1,5 кВт
Цена от 752 600 ₽
В наличии более 10 моделей
Сварка, точечная сварка, чистка, подготовка швов, очистка швов, резка.
Сервис, установка и обучение.
Узнать большеКакие материалы можно сваривать лазером?
Лазерная сварка применяется для соединения множества различных материалов, среди которых можно выделить следующие:
- Углеродистая сталь. Данный высокопрочный материал хорошо поддаётся лазерной сварке. Ограниченное тепловое воздействие лазерной сварки и результирующая из этого минимальная деформация соединяемого материала позволяет получить качественный и чистый шов. Для уменьшения риска появления трещин, связанных с остаточным напряжением, на шве, полученном при лазерной сварке углеродистых и легированных сталей, может быть использован предварительный подогрев и послесварочная термическая обработка.
- Низколегированная высокопрочная сталь. При хорошем подборе параметров с помощью лазерной сварки можно получить высококачественный и устойчивый шов. Параметры и надежность шва будет зависеть от конкретного вида стали.
- Нержавейка. Лазерная сварка особенно хорошо справляется с задачей соединения нержавеющей стали, результатом которого становятся качественные ровные швы. Благодаря высокой точности нагревания лазером и быстрому остыванию материала, данные швы устойчивы к коррозии и соответствуют требованиям таких промышленных сфер, как автомобильная, аэрокосмическая, пищевая и медицинская.
- Медь и алюминий. Данные материалы и их сплавы отличаются высокой отражательной способностью и теплопроводностью, в связи с чем их обработка с помощью традиционных методов или CO2 лазеров может вызывать некоторые трудности, поэтому в основном их сваривают с помощью импульсных лазеров. Однако в лазерных сварочных аппаратах используется оптоволоконный лазерный источник, особенности генерации излучения которого позволяют избежать данной проблемы. Благодаря этому с помощью лазерной сварки всё же можно получить аккуратные и надёжные соединения при сварке меди и алюминия с точным подбором параметров. Для качественной сварки данных материалов устанавливаются повышенные требования к мощности излучателя и толщине материала, например волоконный лазер мощностью 1,5 кВт сможет сваривать вместе медь толщиной до 1 мм. Для успешного соединения таких теплопроводных материалов можно использовать присадочные материалы, а также предварительный подогрев и обработку поверхности. При сваривании таких материалов очень важна точная подгонка соединяемых деталей, ведь любые зазоры на стыке могут негативно повлиять на качество швов.
- Магниевые сплавы. Магниевые сплавы отличаются низкой теплопроводностью и предрасположенностью к окислению, в результате чего образуется оксидная пленка с большой плотностью и температурой плавления. Поэтому для получения хорошего соединения, перед сваркой рекомендуется протравить или зачистить соединяемые кромки.
- Никелевые сплавы. Изделия из никелевых сплавов сохраняют свойства материала при соединении с помощью лазерной сварки, в связи с чем лазерная сварка данных материалов иногда встречается при производстве жаропрочных элементов, например для турбин самолётов в авиапромышленности.
- Титан. Сварка титана с помощью лазера возможно, но обязательно требует использования инертных вспомогательных газов, таких как аргон и гелий – это необходимо для избежания окисления шва. С хорошо подобранными параметрами сварки, вполне возможно получить прочный и чистый шов без пор.
- Пластики. С помощью лазерной сварки возможно соединение различных пластмасс. Таким образом с помощью лазера сваривают такие материалы, как: полистирол поликарбонат, полиамиды, полиметилметакрилат, полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, ацетали и АБС-пластик. Прозрачные и полупрозрачные пластики свариваются лазером довольно скверно, так как излучение просто проходит сквозь них, не оказывая необходимого термического воздействия, в связи с чем перед лазерным воздействием на данные материалы проводится предварительная обработка поверхности (нанесение светопоглощающего слоя). Такие пластики, как полипропилен, полифениленсульфид и жидкокристаллические полимеры плохо поглощают лазерное излучение, поэтому их сварка также связана с определённым трудностями. Сварка пластиков с высоким содержанием стекловолокна (40% и более) приводит к образованию хрупких швов.
Сварка разнородных материалов
Сварка с помощью лазера может быть также использована для соединения разнородных металлов, хотя подобные процессы отличаются высокой сложностью и требуют точной настройки мощности и скорости лазера:
- Сталь + алюминий. Данные материалы отличаются по физическим свойствам (особенно явна разница в температурах плавления — 1500°C и 660,3°C, а также коэффициентах теплового расширения), из-за чего их соединение потребует тщательного подбора параметров лазерного излучения. В результате сварки этих элементов могут образовываться хрупкие интерметаллиды, поэтому для обеспечения лучшей прочности соединения рекомедуется использовать присадочный материал.
- Сталь + медь. Сварка этих материалов может быть полезна при производстве электронных компонентов, но она также представляет собой довольно сложный процесс. Рекомендуется использование присадочного материала и подача аргона в качестве защитного газа.
Применение защитных газов
Применение защитных газов во время лазерной сварки позволяет повысить эффективность обработки, увеличить качество соединения и предотвратить окисление материала. Во время лазерной сварки используются такие вспомогательные газы, как аргон, азот, углекислый газ и гелий. Каждый из этих газов выполняет различные функции и используется при сварке определённых материалов, например аргон и гелий позволяют предотвратить окисление стали в процессе сварки, а азот помогает обеспечить более глубокое проплавление, а углекислый газ используется для повышения качества швов при сварке низкоуглеродистых сталей.
