Якія існуюць абмежаванні ў лазерных зварачальных машын?

Лазерныя зварачальныя машыны — гэта тып апрацоўчага абсталявання, якое выкарыстоўвае лазерныя пучкі высокай шчыльнасці энергіі для злучэння матэрыялаў. З-за сканцэнтраванай энергіі, кантраляванага ўводу цяпла і стабільнай морфалогіі зваркі яны шырока выкарыстоўваюцца для злучэння металічных канструкцыйных дэталей і дакладных кампанентаў. На практыцы лазерная зварка мае значныя перавагі, але таксама мае пэўныя абмежаванні.

I. Перавагі лазернай зваркі
1. Высокая шчыльнасць энергіі

Лазерны пучок мае высокую шчыльнасць магутнасці, што дазваляе ўтварыць моцгэты расплаўлены рэзервуар у лакальнай вобласці для ажыццяўлення зваркі з глыбокім пранікненнем ці зваркі правядзення. Ён прыдатны для вырабаў, якія патрабуюць строгага кантролю зоны, якая падвяргаецца цеплавому ўздзеянню.

2. Нізкі ўвод цяпла і мінімальныя дэфармацыі

Лазерная зварка мае нізкі агульны ўвод цяпла і вузкую зону тэплавога ўздзеяння (ЗТУ), што зніжае дэфармацыю вырабу і робіць яе прыдатнай для тонкасценных дэталей і дакладных кампанентаў.

3. Высокая хуткасць зваркі

Лазерная зварка забяспечвае высокую хуткасць зваркі, што прыдатна для аўтаматызаваных вытворчых ліній і паляпшае вытворчасць.

4. Высокая якасць зваркі

Шов вузкі, мае высокае адносіна глыбіні да шырыні і паказвае стабільнае пранікненне, адпавядаючы патрабаванням высокамціўных зварных злучэнняў.

5. Абработка без кантакту

Пры зварцы галоўка не павінна кранацца выробу, што робіць яе прыдатнай для складаных канструкцый ці зварных злучэнняў, да якіх цяжка дастацца.

II. Абмежаванні лазерных зварачальных машын
1. Высокія патрабаванні да дакладнасці складання

Прамень лазера мае невялікі памер пятна і чулівы да шчылін пад зварку, дакладнасці ўстаноўкі і размерных толерансаў. Вялікая шчыліна можа выклікаць няўстойлівы расплаўлены рэзёрв, няпоўнае сплавленне або абваленне.

2. Чулівасць да стану паверхні матэрыялу

Матэрыялы з высокім каэфіцыентам адбіцця (такія як медь, алюміній, золата і серабро) маюць нізкае паглынанне інфрачырвонага лазера, што лёгка выклікае адбіццё і недастатковае злучэнне энергіі. Забрудненні паверхні маслам і акісныя плёнкі таксама ўплываюць на стабільнасць зваркі.

3. Высокая кошт абсталявання

Лазерны крыніца, аптычныя кампаненты і сістэмы ахалоджвання з'яўляюцца дарагімі. Выдаткі на тэхнічнае абслугоўванне і замену аптычных кампанентаў вышэй, чым у традыцыйнага зварачальнага абсталявання.

4. Высокія патрабаванні да ўмоў працы

Лазерныя сістэмы патрабуюць асяроддзя з пастаяннай тэмпературай і павінны пазбягаць пападання пылу і алеістага туману ў аптычны шлях. Машыны з высокай магутнасцю патрабуюць сістэмы ахалоджвання і стабільнага электрапражывання.

5. Строгія патрабаванні да бяспекі

Лазернае выпраменьванне, брызгі і адбітае святло ствараюць патэнцыяльную небяспеку. Аператары павінны карыстацца ахоўнымі акулярамі і выкарыстоўваць агароджы ці светлавыя бяспечныя завесы.

6. Цяжкасці ў праверцы зварных швоў

Зварка з глыбокім пранікненнем утварае вузкія і глыбокія швы, што ускладняе візуальнае выяўленне ўнутраных дэфектаў — такіх як пары, усадачныя раковіны і няпоўнае пранікненне. Патрабуецца рэнтгена- або ультразвуковая бясшкодная дыягностыка.

7. Абмежаванні пры зварцы таўстасценных пліт

Для матэрыялаў, якія перавышаюць пэўную таўшчыню, нельга дасягнуць поўнага пранікнення пры адначасовым звары. Магчыма, спатрэбіцца шматслойная зварка ці гібрыдная лазерна-дугавая зварка.

8. Схільнасць да трэшчын у некаторых матэрыялах

Сталь з высокім зместам вугляроду, закаляённая сталь і чыгун схільныя да гарачых або халодных трэшчын падчас лазернай зваркі. Патрабуецца папярэдняе падаграванне, кантраляванае астыганне ці рэгуляванне хвалевай формы.

III. Матэрыялы, якія можна зварваць, і абмежаванні па матэрыялах
Матэрыялы, якія можна зварваць:

1.Нерозтачальная сталёга

2.Вугляная стал

3.Алюміній і алюмініевыя спалучыны

4. Медзь і медныя сплавы

5. Сплавы на аснове нікелю

6. Цытансілавыя сплавы

7. Тонкаскрынныя металевыя матэрыялы

Абмежаванні па матэрыялах:

1. Высокадакульныя матэрыялы (медь, алюміній) патрабуюць выкарыстання сініх/зялёных лазераў ці лазераў з больш высокай шчыльнасцю магутнасці.

2. Сталяліты з высокім утрыманнем вугляроду і высокапрочных чыгун патрабуюць папярэдняга падаграву або зварвання з кіраваннем фармай хвалі.

3. Неметалічныя матэрыялы (пластмасы, кераміка) патрабуюць выкарыстання іншых тыпаў лазераў (напрыклад, СА2 ці пікасекундныя лазеры).

IV. Тыповыя галіны выкарыстання лазернага зварвання

1. Дакладная вытворчасць: зварванне электронных кампанентаў, герметызацыя датчыкаў, зварванне таблетак літыйных акумулятараў.

2. Аўтамабільнай вытворчасць: зварванне каркаса кузова, зварванне высталіплечных сталёў, зварванне карпуса акумулятара.

3. Аэракосмічная: зварка тонкастэнных дэталей з нікелевай і тытанавай сплаваў.

4. Медычныя прылады: зварка мікраінструментаў з нержавеючай сталі і тытану.

5. Выраб фурнітуры: кухонныя прыборы, металічныя каркасы, ручкі і іншыя кампаненты з тонкіх лістаў.

6. Індастрыя новых відаў энергіі: зварка медна-алюмініевых токаправодных кампанентаў, зварка пакетаў статора электрадвігуна.

V. Патрабаванні да ўмоваў працы

1. Стабільная ўнутраная тэмпература (звычайна 15–30°C)

2. Умераная вільготнасць, каб пазбегнуць кандэнсацыі

3. Чысты паветра, без пылу і алеевага туману

4. Стабільнае электражывіленне без стрымкіх змен напругі

5. Сістэма ахалоджвання для падтрымання тэмпературы лазера і зварачальнай галоўкі

6. Зона бяспекі лазера з адпаведнымі сродкамі абароны

Лазерныя зварачальныя машыны забяспечваюць высокую хуткасць, высокую дакладнасць, невялікую зону цеплавога ўздзеяння і прыдатнасць для аўтаматызацыі. Яны падыходзяць для шырокага дыяпазону матэрыялаў на аснове металу і эфектыўныя для выконвання высокадакладных зварочных прац. Аднак яны патрабуюць высокай дакладнасці складання, асаблівых умоў матэрыялаў і кантраляваных параметраў навакольнага асяроддзя, а таксама звязаныя з вышэйшымі коштамі абсталявання і тэхнічнага абслугоўвання. Некаторыя матэрыялы маюць схільнасць да ўтварэння трэшчын або праблемы з энергазарадкай. На практыцы неабходна выбіраць адпаведны тып лазера і зварачальны працэс з улікам характарыстык матэрыялу, канструкцыі кампанента, тоўшчыні і вырабнічых патрэб