Lazerinis suvirinimas

Suvirinimas lazeriu yra pažangiausia technologija, kuri keičia medžiagų sujungimą įvairiose pramonės šakose.

Jo neprilygstamas tikslumas, efektyvumas, ir universalumas tampa pagrindiniu dalyku tais atvejais, kai reikalingos aukštos kokybės ir patvarios jungtys.

Šiame vadove sužinosite viską, ko reikia lazeriniam suvirinimui, jo rūšys, ir kaip tai veikia.

Kas yra lazerinis suvirinimas?

Lazerinis suvirinimas yra didelio tikslumo procesas, kurio metu naudojamas fokusuotas lazerio spindulys kaip šilumos šaltinis, kad ištirptų ir sulydytų medžiagas jų sandūroje.

Technika idealiai tinka metalams, lydiniai, ir kai kurie plastikai, pristato švariai, stiprios suvirinimo siūlės su minimaliomis karščio paveiktomis zonomis (Haz).

Ši technologija plačiai naudojama kosminėje erdvėje, Automobiliai, Elektronika, ir medicinos prietaisų gamyba, kur svarbiausia tikslumas ir stiprumas.

Lazerinis suvirinimas gali sujungti plonas arba storas medžiagas ir net skirtingus metalus, todėl jis yra neįtikėtinai universalus.

Kaip veikia suvirinimas lazeriu?

Pagrindiniai principai

1. Lazerio spindulių generavimas:

• • Lazerio šaltinis: Procesas prasideda lazerio šaltiniu, kuri sukuria didelio intensyvumo šviesos spindulį.
    Įprasti lazeriniai šaltiniai yra CO₂ lazeriai, Nd: YAG (Neodimiu legiruotas itrio aliuminio granatas) lazeriai, ir skaiduliniai lazeriai.
  • Spindulio fokusavimas: Lazerio spindulys nukreipiamas ir fokusuojamas naudojant veidrodžius ir lęšius.
    Fokusavimo optika sutelkia spindulį į labai mažą vietą, paprastai nuo kelių mikrometrų iki milimetrų skersmens, sukuriant didelį galios tankį.

2. Medžiagos šildymas:

• • Absorbcija: Kai sufokusuotas lazerio spindulys atsitrenkia į medžiagą, energija absorbuojama, todėl medžiaga greitai įkaista.
  • Tirpimas: Dėl intensyvaus karščio medžiaga išsilydo sąlyčio vietoje.
    Išlydytos srities gylis ir plotis priklauso nuo lazerio galios ir ekspozicijos trukmės.

3. Suvirinimo formavimas:

• • Sujungimas: Kai medžiaga tirpsta, jis sudaro išlydytą baseiną. Lazerio spindulio judėjimas išilgai jungties linijos priverčia išlydytą medžiagą tekėti ir susimaišyti.
  • Kietėjimas: Kai lazerio spindulys nutolsta, išlydytas baseinas atvėsta ir sukietėja, formuojantis stiprus, darnus suvirinimas.

Pagrindiniai komponentai

1. Lazerio šaltinis:

• • CO₂ lazeriai: Tai yra dujiniai lazeriai, kurie kaip lazerio terpę naudoja anglies dioksido dujas. Jie tinka storoms medžiagoms suvirinti ir gali pagaminti didelės galios sijas.
• • Nd: YAG lazeriai: Tai kietojo kūno lazeriai, kuriuose naudojamas neodimiu legiruotas kristalas. Jie yra universalūs ir gali būti naudojami tiek storoms, tiek plonoms medžiagoms.
  • Skaiduliniai lazeriai: Tai yra pažangiausias tipas, naudojant legiruotą šviesolaidinį kabelį kaip stiprinimo terpę.
    Jie yra labai efektyvūs, kompaktiškas, ir gali užtikrinti labai didelį galios tankį.

2. Optinė sistema:

• • Veidrodžiai ir lęšiai: Šie komponentai nukreipia ir fokusuoja lazerio spindulį į ruošinį. Aukštos kokybės optika užtikrina tikslų spindulio padėties ir dydžio valdymą.
  • Sijos pristatymo sistema: Kai kuriose sąrankose, lazerio spindulys per šviesolaidinį kabelį tiekiamas į nuotolinę galvutę, leidžia lanksčiai ir tiksliai nustatyti padėtį.

3. Ruošinio tvarkymas:

• • Tvirtinimas: Ruošiniai turi būti tvirtai laikomi, kad būtų užtikrintas tikslus išlygiavimas ir pastovi suvirinimo kokybė.
  • Judesio valdymas: CNC (Skaitmeninis kompiuterio valdymas) sistemos dažnai naudojamos ruošiniui arba lazerio galvutei perkelti norimu keliu.

Lazerinio suvirinimo tipai

Suvirinimas lazeriu yra universalus ir tikslus medžiagų sujungimo būdas, ir kelių tipų lazerinio suvirinimo būdai tinka įvairioms reikmėms ir medžiagoms. Kiekvienas tipas turi savo privalumų ir iššūkių. Čia yra išsami apžvalga:

1. Nepertraukiama banga (CW) Lazerinis suvirinimas

Procesas: Suvirinant ištisinių bangų lazeriu, suvirinimo proceso metu nuolat skleidžiamas lazerio spindulys. Dėl nuolatinio šilumos tiekimo jis tinkamas ilgiau, ištisiniai suvirinimai.

Paraiškos: CW lazerinis suvirinimas yra plačiai naudojamas automobilių ir aviacijos pramonėje, siekiant suvirinti storesnes medžiagas ir pasiekti gilų įsiskverbimą.

Privalumai:

• Didelė skvarba: CW lazeriais galima pasiekti gilias ir siauras suvirinimo siūles, todėl jie idealiai tinka storoms medžiagoms.
• Pastovus šilumos įėjimas: Ištisinis spindulys užtikrina vienodas suvirinimo sąlygas, todėl gaunamos vienodos ir patikimos suvirinimo siūlės.

Trūkumai:

• Didesnė karščio paveikta zona (Haz): Nuolatinis šilumos tiekimas gali sukelti didesnį HAZ, gali turėti įtakos medžiagos savybėms.
• Didesnis energijos suvartojimas: CW lazeriai paprastai sunaudoja daugiau energijos nei impulsiniai lazeriai.

Duomenys:

• Galios diapazonas: Paprastai svyruoja nuo 1 kW iki 10 kW.
• Prasiskverbimo gylis: Gali pasiekti gylį iki 20 mm plieno.
• Suvirinimo greitis: Iki 10 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio ir galios.

2. Impulsinis lazerinis suvirinimas

Procesas: Trumpai tariant, impulsinis lazerinis suvirinimas apima lazerio spindulio išskyrimą, didelės energijos impulsai. Kiekvienas impulsas suteikia energijos pliūpsnį, leidžia tiksliai valdyti šilumos tiekimą ir sumažinti HAZ.

Paraiškos: Impulsinis lazerinis suvirinimas idealiai tinka plonoms medžiagoms, subtilūs komponentai, ir programos, kurioms reikalingas minimalus šilumos kiekis, pavyzdžiui, elektronika ir medicinos prietaisai.

Privalumai:

• Tikslus valdymas: Impulsinis pobūdis leidžia tiksliai valdyti suvirinimo dydį ir formą.
• Minimalus HAZ: Sumažina medžiagos iškraipymo ir deformacijos riziką, todėl tinka plonoms ir jautrioms medžiagoms.

Trūkumai:

• Seklus įsiskverbimas: Tik plonesnėms medžiagoms ir negilioms siūlėms.
• Lėtesnis procesas: Gali būti lėtesnis nei nepertraukiamas banginis suvirinimas ilgesniems suvirinimams.

Duomenys:

• Pulso trukmė: Paprastai svyruoja nuo mikrosekundžių iki milisekundžių.
• Galios diapazonas: Nuo kelių vatų iki kelių kilovatų.
• Prasiskverbimo gylis: Iki 1 mm plieno.
• Suvirinimo greitis: Iki 2 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio ir impulsų dažnio.

3. Hibridinis lazerinis suvirinimas

Procesas: Hibridinis lazerinis suvirinimas sujungia lazerio spindulį su kitu šilumos šaltiniu, paprastai lankinio suvirinimo procesas (kaip MIG ar TIG).

Lazerio spindulys yra pagrindinis šilumos šaltinis, o lankas stabilizuoja suvirinimo baseiną ir prireikus prideda užpildo.

Paraiškos: Hibridinis lazerinis suvirinimas naudojamas storoms medžiagoms suvirinti ir tais atvejais, kai reikia didelio nusodinimo greičio, pavyzdžiui, laivų statybos ir sunkiosios technikos srityse.

Privalumai:

• Gilus įsiskverbimas: Sujungia gilų lazerio įsiskverbimą su lankinio suvirinimo lankstumu.
• Aukšti nusodinimo rodikliai: Didesnis suvirinimo greitis ir didesnis medžiagų nusodinimo greitis, todėl jis tinkamas didelio masto pramonei.

Trūkumai:

• Sudėtinga sąranka: Reikalinga sudėtingesnė įranga ir sąranka, didinant pradines investicijas.
• Didesnė kaina: Brangiau, nes reikia kelių šilumos šaltinių ir specializuotos įrangos.

Duomenys:

• Galios diapazonas: Lazerio galia paprastai svyruoja nuo 1 kW iki 10 kW, kurių lanko galia svyruoja nuo 100 A iki 500 A.
• Prasiskverbimo gylis: Gali pasiekti gylį iki 25 mm plieno.
• Suvirinimo greitis: Iki 15 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio ir galios.

4. Nuotolinis lazerinis suvirinimas

Procesas: Nuotolinis suvirinimas lazeriu naudoja didelės spartos nuskaitymo sistemą, kad nukreiptų lazerio spindulį į didelį plotą.

Spindulys nukreipiamas naudojant veidrodžius arba galvanometrinius skaitytuvus, leidžia greitai ir tiksliai suvirinti kelis taškus arba kelius.

Paraiškos: Nuotolinis lazerinis suvirinimas naudojamas didelės apimties gamybos aplinkoje, pavyzdžiui, automobilių pramonėje kėbulo surinkimui ir elektronikos pramonėje litavimui.

Privalumai:

• Didelis greitis: Itin didelis suvirinimo greitis, tinka masinei gamybai.
• Lankstumas: Gali greitai ir tiksliai suvirinti kelis taškus ar takus, todėl idealiai tinka sudėtingoms geometrijoms.

Trūkumai:

• Ribotas įsiskverbimas: Paprastai mažiau tinka gilaus įsiskverbimo suvirinimui.
• Tikslumo reikalavimai: Reikia tiksliai valdyti ir suderinti nuskaitymo sistemą, kuri gali būti sudėtinga.

Duomenys:

• Nuskaitymo greitis: Iki 100 metrų per sekundę.
• Suvirinimo greitis: Iki 50 metrų per minutę, priklausomai nuo suvirinimo kelio sudėtingumo.
• Galios diapazonas: Paprastai svyruoja nuo 1 kW iki 5 kW.

5. Suvirinimas laidumo režimu

Procesas: Suvirinimas laidumo režimu apima jungiamų medžiagų paviršiaus kaitinimą, todėl jie ištirpsta ir susilieja.

Šiluma patenka į medžiagą, dėl to gaunamas platesnis, seklesnis suvirinimo baseinas.

Paraiškos: Suvirinimas laidumo režimu naudojamas plonoms medžiagoms ir tikslams, kur platus, seklus suvirinimas yra priimtinas, pavyzdžiui, elektronikos ir juvelyrikos pramonėje.

Privalumai:

• Paviršiaus tirpimas: Tinka plonoms medžiagoms ir subtiliems komponentams, sumažinant žalos riziką.
• Minimalus iškraipymas: Sumažina medžiagos deformacijos ir iškraipymo riziką, užtikrinti aukštos kokybės suvirinimo siūles.

Trūkumai:

• Seklus įsiskverbimas: Taikoma tik seklioms siūlėms ir plonoms medžiagoms.
• Mažesnis stiprumas: Gautos suvirinimo siūlės gali turėti mažesnį stiprumą, palyginti su gilesnio įsiskverbimo siūlėmis.

Duomenys:

• Galios diapazonas: Paprastai svyruoja nuo 100 Į šitą 1 kW.
• Prasiskverbimo gylis: Iki 0.5 mm plieno.
• Suvirinimo greitis: Iki 2 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio ir galios.

6. Suvirinimas rakto skylutės režimu

Procesas: Suvirinimas rakto skylutės režimu apima lazerio spindulio fokusavimą, kad būtų sukurtas mažas, gili skylė (rakto skylutė) medžiagoje.

Rakto skylutė veikia kaip kanalas lazerio energijai giliai prasiskverbti, dėl to siauras, gilus suvirinimas.

Paraiškos: Suvirinimas rakto skylutės režimu naudojamas storoms medžiagoms ir darbams, kuriems reikalingas gilus įsiskverbimas, pavyzdžiui, automobilių ir kosmoso pramonėje.

Privalumai:

• Gilus įsiskverbimas: Galimybė suvirinti gilias ir siauras siūles, todėl puikiai tinka storoms medžiagoms.
• Didelis stiprumas: Gamina stiprus, aukštos kokybės suvirinimo siūlės su minimaliais iškraipymais.

Trūkumai:

• Sudėtinga sąranka: Norint išlaikyti rakto skylutę, reikia tiksliai valdyti lazerio parametrus.
• Materialiniai apribojimai: Tai gali netikti visoms medžiagoms, ypač turinčius didelį atspindį.

Duomenys:

• Galios diapazonas: Paprastai svyruoja nuo 1 kW iki 10 kW.
• Prasiskverbimo gylis: Gali pasiekti gylį iki 20 mm plieno.
• Suvirinimo greitis: Iki 10 metrų per minutę, priklausomai nuo medžiagos storio ir galios.

Suvirinimo lazeriu tipų suvestinė

Lazerinio suvirinimo tipas	Proceso aprašymas	Paraiškos	Privalumai	Trūkumai	Galios diapazonas	Prasiskverbimo gylis	Suvirinimo greitis
Nepertraukiama banga (CW)	Nuolatinis lazerio spinduliavimas	Storos medžiagos, gilus įsiskverbimas	Didelis įsiskverbimas, pastovus šilumos tiekimas	Didesnis HAZ, didesnis energijos suvartojimas	1 kW iki 10 kW	Iki 20 mm	Iki 10 m/mano
Pulsuojantis	Trumpas, didelės energijos lazerio impulsai	Plonos medžiagos, subtilūs komponentai	Tikslus valdymas, minimalus HAZ	Seklus įsiskverbimas, lėtesnis procesas	Nuo kelių vatų iki kelių kW	Iki 1 mm	Iki 2 m/mano
Hibridinis	Lazerinio ir lankinio suvirinimo derinys	Storos medžiagos, didelis nusėdimo greitis	Gilus įsiskverbimas, didelis nusėdimo greitis	Sudėtingas nustatymas, didesnė kaina	1 kW iki 10 kW (lazeris), 100 A iki 500 A (lankas)	Iki 25 mm	Iki 15 m/mano
Nuotolinis	Didelės spartos nuskaitymo sistema	Didelės apimties gamyba, keli taškai	Didelis greitis, lankstumas	Ribotas įsiskverbimas, tikslumo reikalavimus	1 kW iki 5 kW	Kintamasis	Iki 50 m/mano
Laidumo režimas	Paviršiaus šildymas ir lydymas	Plonos medžiagos, subtilūs komponentai	Paviršiaus tirpimas, minimalus iškraipymas	Seklus įsiskverbimas, mažesnis stiprumas	100 Į šitą 1 kW	Iki 0.5 mm	Iki 2 m/mano
Rakto skylutės režimas	Gilios rakto skylutės sukūrimas	Storos medžiagos, gilus įsiskverbimas	Gilus įsiskverbimas, Didelė jėga	Sudėtingas nustatymas, materialiniai suvaržymai	1 kW iki 10 kW	Iki 20 mm	Iki 10 m/mano

Kokias medžiagas galima sujungti suvirinant lazeriu?

Suvirinimas lazeriu yra universalus metodas, kuriuo galima sujungti daugybę medžiagų. Jo gebėjimas pateikti tikslų, dėl didelės energijos sijos tinka metalams, lydiniai, ir tam tikri nemetalai.

Čia pateikiama medžiagų, dažniausiai sujungiamų naudojant lazerinį suvirinimą, apžvalga:

1. Metalai ir lydiniai

Lazerinis suvirinimas ypač efektyvus metalams ir lydiniams, siūlo didelį tikslumą ir stiprumą įvairioms reikmėms.

Plienas

• Nerūdijantis plienas: Idealiai tinka tokioms pramonės šakoms kaip automobilių pramonė, aviacijos ir kosmoso, ir medicininis, Lazerinis suvirinimas užtikrina puikų atsparumą korozijai ir švarias siūles.
• Anglies plienas: Suvirinama su minimaliomis karščio paveiktomis zonomis, nors reikia pasirūpinti, kad šiluma būtų kontroliuojama, kad nebūtų įtrūkimų.
• Įrankio plienas: Tinka tiksliam suvirinimui, ypač įrankių ir štampų pramonėje.

Aliuminis ir aliuminio lydiniai

• Dėl didelio aliuminio šilumos laidumo tai gali būti sudėtinga, tačiau šiuolaikiniai lazeriai su tuo susitvarko puikiai, ypač tokiems lydiniams kaip 6061, 5052, ir 7075.

Titanas ir titano lydiniai

• Dažnai naudojamas aviacijos ir medicinos pramonėje, titanas gerai suvirina dėl mažo šiluminio plėtimosi ir didelio stiprumo.

Nikelis ir nikelio lydiniai

• Nikelio lydiniai, tokie kaip Inconel, plačiai naudojami aukštos temperatūros ir korozinėje aplinkoje, pavyzdžiui, elektrinėse ir reaktyviniuose varikliuose.

Vario ir vario lydiniai

• Dėl didelio vario atspindžio ir šilumos laidumo reikia didelės galios lazerių, bet jis yra suvirinamas, ypač elektriniams komponentams.

Kiti metalai

• Magnio lydiniai: Lengvas ir dažniausiai naudojamas automobilių ir kosmoso srityse.
• Cinkas ir cinkuoti metalai: Dažnas cinkuoto plieno ir kitų korozijai atsparių įrenginių atveju.

2. Nepanašios medžiagos

Lazerinis suvirinimas gali sujungti dvi skirtingas medžiagas, nors suderinamumą ir šilumines savybes reikia tvarkyti atsargiai.

• Plienas į aliuminį: Galima naudojant specialias technologijas valdyti šiluminio plėtimosi skirtumus.
• Titano iki nikelio lydiniai: Naudojamas aviacijos erdvėje lengviems svoriams, stiprūs sąnariai.
• Varis į aliuminį: Aptinkama elektriniuose komponentuose, pvz., akumuliatoriaus jungtyse.

3. Plastikai

Lazerinis suvirinimas taip pat gali sujungti tam tikrus termoplastikus naudojant specializuotas sistemas.

• Polikarbonatas (PC): Įprasta elektronikos ir automobilių srityse.
• Akrilnitrilo butadieno stirenas (Abs): Naudojamas plataus vartojimo prekėse ir prietaisuose.
• Nailonas ir polipropilenas: Randama pramoniniuose komponentuose ir pakuotėse.

4. Dengtos ir dengtos medžiagos

Medžiagos su dangomis (Pvz., cinkuoto plieno, anoduotas aliuminis) taip pat galima suvirinti.

Reikia atsižvelgti į tai, kaip danga sąveikauja su lazeriu, nes tai gali turėti įtakos suvirinimo kokybei.

5. Taurieji metalai

Lazerinis suvirinimas idealiai tinka mažiems sujungimams, subtilūs komponentai, pagaminti iš:

• Auksas: Naudojamas papuošaluose ir elektronikoje.
• Sidabras: Aptinkama elektros ir dekoratyvinėse srityse.
• Platina ir paladis: Dažnas medicinos ir aukštųjų technologijų pramonėje.

Lazerinio suvirinimo ir tradicinio suvirinimo skirtumai

Lazerinis suvirinimas ir tradiciniai suvirinimo būdai skiriasi keliais aspektais, įskaitant suvirinimo principus, suvirinimo greitis, suvirinimo kokybė,

Šilumos paveikta zona, veiklos lankstumas, įrangos kaina, ir veiklos sąnaudas.

Suvirinimo principai

• Lazerinis suvirinimas: Jis naudoja didelio energijos tankio lazerio spindulį kaip šilumos šaltinį ir realizuoja medžiagų sujungimą bekontakčio šildymo būdu.
  Lazerio spindulį galima tiksliai sufokusuoti į nedidelę sritį, todėl medžiaga akimirksniu išsilydo ir išgaruoja, kad susidarytų suvirinimo siūlė .
• Tradicinis suvirinimas: Pavyzdžiui, lankiniam suvirinimui ir argono lankiniam suvirinimui dažniausiai naudojamas lankas, varžinis šildymas, arba dujų liepsna suvirinimui,
  kuri apima fizinį kontaktą arba didelės energijos jonų perdavimą, ir suvirinimo jungtis gali būti gana šiurkšti, o siūlės plotis gali būti gana platus.

Suvirinimo greitis

• Lazerinis suvirinimas: Suvirinimo greitis yra greitas, ir per trumpą laiką galima atlikti daug suvirinimo darbų, kuri padeda pagerinti gamybos efektyvumą .
• Tradicinis suvirinimas: Suvirinimo greitis yra palyginti mažas, ypač tais atvejais, kai reikalinga tiksli kontrolė .

Suvirinimo kokybė

• Lazerinis suvirinimas: Suvirinimo siūlė siaura, uniforma, ir turi gerą paviršiaus kokybę, o karščio veikiama zona nedidelė,
  kuris tinka laukams, kuriems keliami aukšti suvirinimo kokybės reikalavimai, pavyzdžiui, aviacijos ir automobilių gamyba.
• Tradicinis suvirinimas: Tai gali sudaryti gana didelę karščio paveiktą zoną, padidina medžiagos deformacijos ir sugadinimo riziką,
  ir suvirinimo kokybei gali turėti įtakos keli veiksniai, pavyzdžiui, operatoriaus įgūdžiai, įrangos stabilumas, ir medžiagų charakteristikos .

Veiklos lankstumas

• Lazerinis suvirinimas: Jis gali pasiekti bekontaktinį suvirinimą ir gali pasiekti kai kurias pozicijas, kurias sunku pasiekti tradiciniams suvirinimo aparatams..
  Tuo pačiu metu, taip pat gali atlikti automatinį suvirinimą, pagerinti gamybos automatizavimo laipsnį .
• Tradicinis suvirinimas: Kai kurie metodai (pavyzdžiui, TIG suvirinimas) yra kontaktiniai ir gali turėti problemų, pvz., įrankių nusidėvėjimo ir medžiagų užteršimo .

Įrangos kaina ir eksploatavimo išlaidos

• Lazerinis suvirinimas: Įrangos kaina yra palyginti didelė, ir pradinės investicijos yra didelės.
  Tačiau, esant masinei gamybai ir aukštiems suvirinimo kokybei keliamiems reikalavimams, jo visapusiška kaina gali būti naudingesnė.
• Tradicinis suvirinimas: Įranga yra gana subrendusi, ir kaina gali būti nedidelė, tačiau jo veikimas ir taikymo sritis gali būti riboti.

Lazerinio suvirinimo trūkumai

Nepaisant daugybės technologijos pranašumų, jis taip pat turi tam tikrų trūkumų, daugiausia taip:

• Išlaidų problema: Lazerinio suvirinimo sistemų kaina yra gana didelė, įskaitant lazerius, optiniai komponentai, ir valdymo sistemos. Tai reiškia dideles pradines investicijas.
• Techniniai reikalavimai: Lazerinio suvirinimo įrangos valdymas reikalauja profesionalaus mokymo ir techninių žinių, o operatoriams reikia gana aukšto lygio įgūdžių.
• Pritaikymas prie medžiagų: Nors tinka įvairioms medžiagoms, medžiagoms su dideliu atspindžiu (tokių kaip aliuminis, Vario, ir jų lydiniai),
  lazerio absorbcijos greitis yra mažas, kurie gali turėti įtakos suvirinimo kokybei.
• Įrangos priežiūra: Lazerinio suvirinimo įrangą reikia reguliariai prižiūrėti ir kalibruoti, o tai padidins ilgalaikes veiklos sąnaudas.
• Jautrumas aplinkai: Procesui keliami aukšti aplinkos sąlygų reikalavimai. Pavyzdžiui, dulkės ir drėgmė gali turėti įtakos suvirinimo kokybei.
• Suvirinimo kokybės apribojimai: Kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, storų plokščių ar specifinių nevienalyčių medžiagų suvirinimas,
  gali kilti suvirinimo kokybės problemų, tokių kaip įtrūkimai, poros, ir kiti defektai.
• Suvirinimo greitis ir efektyvumas: Nors suvirinimo lazeriu greitis yra greitas, konkrečioms programoms, pavyzdžiui, masinė gamyba ar specialių medžiagų suvirinimas,
  jį vis tiek gali tekti optimizuoti, kad atitiktų gamybos efektyvumo reikalavimus.
• Įrangos tūris ir svoris: Aukštos kokybės lazerinio suvirinimo įranga gali būti didelė ir sunki, kurios gali apriboti jo taikymą kai kuriose darbo aplinkose, kuriose yra ribota erdvė.

Lazeriniam suvirinimui įtaką darantys veiksniai

Suvirinimas lazeriu yra labai efektyvi ir tiksli suvirinimo technologija, o jo suvirinimo kokybei įtakos turi daugybė veiksnių. Pagrindiniai veiksniai yra tokie:

Lazerio galia

Suvirinant lazeriu, yra energijos tankio slenkstis. Jei galia yra mažesnė už šią vertę, suvirinimo įsiskverbimo gylis bus palyginti mažas.

Kai galia pasiekia arba viršija šią vertę, įsiskverbimo gylis žymiai padidės. Lazerio galia taip pat kontroliuoja suvirinimo greitį ir įsiskverbimo gylį.

Spindulio židinio taškas

Spindulio židinio taško dydis lemia galios tankį. Didelės galios lazerinio suvirinimo židinio taško dydžio matavimas yra sudėtinga užduotis.

Praktiškai, tikrasis dėmės dydis dažnai yra didesnis nei teoriškai apskaičiuota vertė.

Medžiagos absorbcijos greitis

Medžiagų absorbcijos greitis lazeryje priklauso nuo tokių veiksnių kaip medžiagų savitoji varža ir paviršiaus būklė.

Tai turi įtakos tam, kiek lazerio energijos medžiaga gali sugerti, ir taip turi įtakos suvirinimo efektui.

Suvirinimo greitis

Suvirinimo greitis turi didelę įtaką suvirinimo įsiskverbimo gyliui. Padidinus suvirinimo greitį, įsiskverbimo gylis bus mažesnis.

Tačiau, jei greitis per mažas, tai sukels pernelyg didelį medžiagos išsilydymą ir netgi gali perdegti ruošinį.

Yra tinkamas suvirinimo greičių diapazonas, kad būtų pasiektas geriausias įsiskverbimo gylis.

Ekranuojančios dujos

Inertinės dujos dažniausiai naudojamos siekiant apsaugoti išlydytą baseiną suvirinant lazeriu. Skirtingos apsauginės dujos turi skirtingą poveikį suvirinimo kokybei.

Pavyzdžiui, helis, kuris nėra lengvai jonizuojamas, yra efektyviausios apsauginės dujos suvirinant lazeriu, bet tai palyginti brangu.

Argonas turi didesnį tankį ir gali užtikrinti gerą apsaugą, bet jis gali blokuoti dalį lazerio.

Azotas yra nebrangios apsauginės dujos, bet jis netinka kai kurių rūšių nerūdijančio plieno suvirinimui.

Židinio padėtis (Defokusavimo kiekis)

Židinio padėtis turi didelę įtaką suvirinimo siūlės formai ir įsiskverbimo gyliui.

Kai defokusavimo suma yra teigiama, tai yra, židinio taškas yra virš ruošinio paviršiaus, tai naudinga norint gauti lygų suvirinimo paviršių.

Kai defokusavimo suma yra neigiama, reiškia, kad židinio taškas yra ruošinio viduje, tai gali padidinti įsiskverbimo gylį.

Aplinkos sąlygos

Suvirinimo lazeriu procesas kelia aukštus reikalavimus aplinkos sąlygoms. Pavyzdžiui, dulkės ir drėgmė gali turėti įtakos suvirinimo kokybei.

Medžiagų vienodumas

Medžiagų vienodumas tiesiogiai veikia efektyvų medžiagų panaudojimą ir suvirinimo kokybę.

Netolygus lydinio elementų pasiskirstymas arba priemaišų buvimas medžiagoje turės įtakos suvirinimo nuoseklumui.

Suvirinimo įranga ir armatūra

Suvirinimo įrangos kokybė ir techninės priežiūros būklė, taip pat armatūros tikslumas, visa tai turi įtakos suvirinimo kokybei.

Siekiant pagerinti suvirinimo kokybę, labai svarbu užtikrinti suvirinto ruošinio apdirbimo ir surinkimo tikslumą.

Operatoriaus įgūdžiai

Operatorių įgūdžiai ir patirtis taip pat yra svarbūs veiksniai, turintys įtakos suvirinimo lazeriu kokybei. Profesionalus mokymas ir techninės žinios yra būtinos norint kokybiškai suvirinti.

Dažni lazerinio suvirinimo pritaikymai

Lazerinio suvirinimo technologija buvo plačiai naudojama metalo medžiagų gamyboje dėl didelio tikslumo, didelis efektyvumas, maža šilumos paveikta zona, ir geros kokybės.

Toliau pateikiamos kelios įprastos jo taikymo sritys metalo medžiagų gamyboje:

Išvada

Lazerinis suvirinimas yra galinga ir tiksli technologija, turinti daug pranašumų prieš tradicinius suvirinimo būdus.

Suprasdami susijusius principus ir komponentus, gamintojai gali panaudoti šią technologiją produktų kokybei pagerinti, sumažinti gamybos laiką, ir padidinti bendrą efektyvumą.

Jei turite kokių nors konkretesnių klausimų ar poreikių, nedvejodami Susisiekite su mumis!