Лазерная сварка используется для соединения деталей из разных металлов и материалов. Лазерный луч прогревает заготовку на полную толщину, обеспечивая прочный и малозаметный шов. Технология применяется преимущественно для тонких заготовок, но справляется и с заготовками толщиной в несколько сантиметров.
Ключевые преимущества лазерной резки:
- применима для заготовок толщиной от нескольких микрон до нескольких сантиметров;
- позволяет соединять между собой разные металлов или термопластики;
- формирует прочный и почти незаметный шов или точечное соединение;
- развивает высокую скорость — до нескольких метров в минуту.
Технология широко используется при работе с заготовками толщиной 5–10 мм. Область применения: электроника, приборостроение, механика, дизайн.
Виды оборудования для лазерной сварки
Лазерные установки различаются в зависимости от активного элемента: твердотельные, газовые, гибридные.
- Твердотельные лазеры имеют в основе кристалл. Кристалл изготавливается из стекла, граната, рубина. Световой поток направляется на кристаллы и активизирует их. Твердотельные лазеры работают в непрерывном и импульсном режиме.
- Газовые лазеры работают на смесях азота, гелия, углекислого газа. Смесь подается в рабочую область под давлением и активизируется электрическим током.
- Гибридная технология объединяет сварку в газовой среде с лазерной. Гибридное оборудование обеспечивает максимальную мощность, необходимую для соединения высокопрочных материалов.
Подбор оборудования зависит от характеристик заготовки и необходимой мощности.
Лазерная сварка выполняется аппаратным методом или вручную. Ручное оборудование чаще применяется в импульсном режиме для формирования точечных соединений на тонких металлических деталях. Аппаратные резаки работают как в непрерывном, так и в импульсном режимах, что позволяет выполнять шовные и точечные соединения.
Особенности сварки разных материалов
Технология применима для разных металлов и материалов, исключая материалы с высокой отражающей способностью. В процессе часть излучения отражается, и оставшейся энергии может не хватить, чтобы расплавить металл и сформировать прочный шов.
Лазерная сварка эффективна при работе со следующими материалами:
- Сталь хорошо сваривается независимо от состава. Некоторые примеси ослабляют качество шва, например, содержание углерода выше 0,25%. Проблема решается предварительным подогревом заготовок и послесварочной обработкой.
- Медь и сплавы свариваются с предварительным подогревом и на высокой мощности. Тонкие заготовки с малой жесткостью подвержены сварочным напряжениям и деформации. Необходима фиксация заготовки для повышения жёсткости. Типичные дефекты: неполное проплавление и провар, трещины, пористость.
- Алюминий обладает высокой отражательной способностью и высокой теплопроводностью. Работа с толстыми заготовками требует высокой мощности оборудования, чтобы проплавить металл на всю толщину.
- Термопласты успешно свариваются между собой и с металлами. Технология подходит для соединения почти любых термопластов: PP, PS, PC, ABS.
Также сварке поддаются никель, титан, молибден, магний, в том числе в различных комбинациях между собой и с вышеперечисленными материалами. Максимальная эффективность достигается на деталях с прямоугольными кромками.
При невозможности выполнить сварной шов производятся точечные соединения, если допустимы проектом.
Преимущества лазерной сварки
- Широкий диапазон регулировки мощности, необходимый для обработки деталей разной толщины и конфигурации.
- Возможность работать с тонкими деталями: лазер прогревает металл на всю толщину, не допуская горизонтального нагрева, которое приводит к деформации заготовки.
- Точное соблюдение заданных размеров.
- Не требуется финишная обработка.
- Сварка в труднодоступных местах: лазерный луч управляется системой зеркал дистанционно, что позволяет выполнять сложные ремонтные работы в полевых условиях.
- Высокая скорость — до 100 м/час при толщине металла до 20 мм.
