Lāzera metināšana

Lāzermetināšana ir progresīva tehnoloģija, kas pārveido materiālu savienošanu dažādās nozarēs.

Tā nepārspējamā precizitāte, efektivitāte, un daudzpusība kļūst par galveno elementu lietojumos, kur nepieciešami augstas kvalitātes un izturīgi savienojumi.

Šajā rokasgrāmatā tiks izpētīts viss, kas nepieciešams lāzermetināšanai, tā veidi, un kā tas darbojas.

Kas ir lāzermetināšana?

Lāzermetināšana ir augstas precizitātes process, kurā kā siltuma avots tiek izmantots fokusēts lāzera stars, lai izkausētu un sakausētu materiālus to savienojuma vietās..

Tehnika ir ideāli piemērota metāliem, sakausējumi, un dažas plastmasas, piegādājot tīru, stipras šuves ar minimālām siltuma ietekmētajām zonām (Zarns).

Šo tehnoloģiju plaši izmanto kosmiskajā aviācijā, autobūves, elektronika, un medicīnisko ierīču ražošana, kur precizitāte un izturība ir vissvarīgākā.

Lāzermetināšana var savienot plānus vai biezus materiālus un pat atšķirīgus metālus, padarot to neticami daudzpusīgu.

Kā darbojas lāzermetināšana?

Pamatprincipi

1. Lāzera staru ģenerēšana:

• • Lāzera avots: Process sākas ar lāzera avotu, kas rada augstas intensitātes gaismas staru.
    Parastie lāzera avoti ir CO₂ lāzeri, Nd: YAG (Ar neodīma leģētu itrija alumīnija granāts) lāzeri, un šķiedru lāzeri.
  • Staru fokusēšana: Lāzera stars tiek virzīts un fokusēts, izmantojot spoguļus un lēcas.
    Fokusēšanas optika koncentrē staru kūli ļoti mazā vietā, parasti diametrā no dažiem mikrometriem līdz milimetriem, radot augstu jaudas blīvumu.

2. Materiāla apkure:

• • Absorbcija: Kad fokusētais lāzera stars atduras pret materiālu, enerģija tiek absorbēta, izraisot materiāla strauju uzsilšanu.
  • Kušana: Intensīvais karstums izraisa materiāla kušanu saskares vietā.
    Izkusušās zonas dziļums un platums ir atkarīgs no lāzera jaudas un ekspozīcijas ilguma.

3. Metināšanas šuvju veidošanās:

• • Apvienošana: Kamēr materiāls kūst, tas veido izkusušu baseinu. Lāzera stara kustība pa savienojuma līniju izraisa izkausētā materiāla plūsmu un sajaukšanos.
  • Sacietēšana: Kad lāzera stars attālinās, izkusušais baseins atdziest un sacietē, veidojot spēcīgu, saliedēta šuve.

Galvenās sastāvdaļas

1. Lāzera avots:

• • CO₂ lāzeri: Tie ir gāzes lāzeri, kas izmanto oglekļa dioksīda gāzi kā lāzera vidi. Tie ir piemēroti biezu materiālu metināšanai un var ražot lieljaudas sijas.
• • Nd: YAG lāzeri: Tie ir cietvielu lāzeri, kas izmanto kristālu, kas leģēts ar neodīmu. Tie ir daudzpusīgi, un tos var izmantot gan bieziem, gan plāniem materiāliem.
  • Šķiedru lāzeri: Šie ir vismodernākie veidi, izmantojot leģētu optisko šķiedru kabeli kā pastiprināšanas līdzekli.
    Tie ir ļoti efektīvi, kompakts, un var nodrošināt ļoti lielu jaudas blīvumu.

2. Optiskā sistēma:

• • Spoguļi un lēcas: Šīs sastāvdaļas virza un fokusē lāzera staru uz apstrādājamo priekšmetu. Augstas kvalitātes optika nodrošina precīzu staru kūļa stāvokļa un izmēra kontroli.
  • Siju piegādes sistēma: Dažos iestatījumos, lāzera stars caur optisko šķiedru kabeli tiek nogādāts tālvadības galviņā, kas nodrošina elastīgu un precīzu pozicionēšanu.

3. Apstrādājamo priekšmetu apstrāde:

• • Fiksācija: Lai nodrošinātu precīzu izlīdzināšanu un nemainīgu metināšanas kvalitāti, sagataves ir droši jānotur vietā.
  • Kustības vadība: CNC (Datora skaitliskā vadība) sistēmas bieži izmanto, lai pārvietotu sagatavi vai lāzera galvu pa vēlamo ceļu.

Lāzermetināšanas veidi

Lāzermetināšana ir daudzpusīga un precīza materiālu savienošanas metode, un vairāku veidu lāzermetināšanas metodes ir piemērotas dažādiem lietojumiem un materiāliem. Katram veidam ir savas unikālas priekšrocības un izaicinājumi. Šeit ir visaptverošs pārskats:

1. Nepārtraukts vilnis (CW) Lāzera metināšana

Apstrādāt: Nepārtraukto viļņu lāzermetināšanā, metināšanas procesā nepārtraukti tiek izstarots lāzera stars. Šī pastāvīgā siltuma padeve padara to piemērotu ilgākam laikam, nepārtrauktas metināšanas šuves.

Pieteikumi: CW lāzermetināšana tiek plaši izmantota automobiļu un kosmosa rūpniecībā biezāku materiālu metināšanai un dziļas iespiešanās sasniegšanai.

Priekšrocības:

• Augsta iespiešanās spēja: Ar CW lāzeriem var iegūt dziļas un šauras šuves, padarot tos ideāli piemērotus bieziem materiāliem.
• Vienmērīga siltuma padeve: Nepārtrauktais stars nodrošina vienmērīgus metināšanas apstākļus, kas nodrošina viendabīgas un uzticamas metināšanas šuves.

Trūkumi:

• Lielāka siltuma ietekmētā zona (Zarns): Nepārtraukta siltuma padeve var radīt lielāku HAZ, potenciāli ietekmējot materiāla īpašības.
• Lielāks enerģijas patēriņš: CW lāzeri parasti patērē vairāk enerģijas nekā impulsu lāzeri.

Dati:

• Jaudas diapazons: Parasti svārstās no 1 kW līdz 10 kW.
• Iespiešanās dziļums: Var sasniegt dziļumu līdz 20 mm tēraudā.
• Metināšanas ātrums: Līdz 10 metri minūtē, atkarībā no materiāla biezuma un jaudas.

2. Impulsu lāzera metināšana

Apstrādāt: Impulsu lāzera metināšana ietver lāzera stara izstarošanu, augstas enerģijas impulsi. Katrs impulss nodrošina enerģijas uzliesmojumu, ļauj precīzi kontrolēt siltuma padevi un samazināt HAZ.

Pieteikumi: Impulsu lāzera metināšana ir ideāli piemērota plāniem materiāliem, smalkas sastāvdaļas, un lietojumprogrammas, kurām nepieciešama minimāla siltuma padeve, piemēram, elektronika un medicīnas ierīces.

Priekšrocības:

• Precīza kontrole: Pulsējošais raksturs ļauj precīzi kontrolēt metinājuma izmēru un formu.
• Minimāls HAZ: Samazina materiāla deformācijas un deformācijas risku, padarot to piemērotu plāniem un jutīgiem materiāliem.

Trūkumi:

• Sekla iespiešanās: Attiecas tikai uz plānākiem materiāliem un seklām šuvēm.
• Lēnāks process: Var būt lēnāka nekā nepārtraukta viļņu metināšana garākām šuvēm.

Dati:

• Pulsa ilgums: Parasti svārstās no mikrosekundēm līdz milisekundēm.
• Jaudas diapazons: No dažiem vatiem līdz vairākiem kilovatiem.
• Iespiešanās dziļums: Līdz 1 mm tēraudā.
• Metināšanas ātrums: Līdz 2 metri minūtē, atkarībā no materiāla biezuma un impulsa frekvences.

3. Hibrīda lāzera metināšana

Apstrādāt: Hibrīda lāzermetināšana apvieno lāzera staru ar citu siltuma avotu, parasti loka metināšanas process (piemēram, MIG vai TIG).

Lāzera stars nodrošina primāro siltuma avotu, kamēr loks stabilizē metināšanas baseinu un vajadzības gadījumā pievieno pildvielu.

Pieteikumi: Hibrīda lāzermetināšana tiek izmantota biezu materiālu metināšanai un lietojumiem, kuros nepieciešams augsts nogulsnēšanas ātrums, piemēram, kuģu būvē un smagajā mašīnā.

Priekšrocības:

• Dziļa iespiešanās: Apvieno lāzera dziļo iespiešanos ar loka metināšanas elastību.
• Augstas nogulsnēšanās likmes: Ātrāks metināšanas ātrums un augstāks materiāla nogulsnēšanās ātrums, padarot to piemērotu liela mēroga rūpnieciskiem lietojumiem.

Trūkumi:

• Sarežģīta iestatīšana: Nepieciešams sarežģītāks aprīkojums un iestatīšana, palielinot sākotnējo ieguldījumu.
• Augstākas izmaksas: Dārgāks, jo ir nepieciešami vairāki siltuma avoti un specializēts aprīkojums.

Dati:

• Jaudas diapazons: Lāzera jauda parasti svārstās no 1 kW līdz 10 kW, ar loka jaudu, kas svārstās no 100 A līdz 500 Izšķirt.
• Iespiešanās dziļums: Var sasniegt dziļumu līdz 25 mm tēraudā.
• Metināšanas ātrums: Līdz 15 metri minūtē, atkarībā no materiāla biezuma un jaudas.

4. Attālā lāzermetināšana

Apstrādāt: Attālā lāzermetināšana izmanto ātrgaitas skenēšanas sistēmu, lai novirzītu lāzera staru lielā laukumā.

Staru novirza, izmantojot spoguļus vai galvanometriskos skenerus, ļauj ātri un precīzi metināt vairākus punktus vai ceļus.

Pieteikumi: Attālā lāzermetināšana tiek izmantota liela apjoma ražošanas vidēs, piemēram, automobiļu rūpniecībā korpusa montāžai baltā krāsā un elektronikas rūpniecībā lodēšanai.

Priekšrocības:

• Liels ātrums: Īpaši liels metināšanas ātrums, piemērots masveida ražošanai.
• Elastīgums: Var ātri un precīzi metināt vairākus punktus vai celiņus, padarot to ideāli piemērotu sarežģītām ģeometrijām.

Trūkumi:

• Ierobežota iespiešanās: Parasti mazāk piemērots dziļas iespiešanās metināšanai.
• Precizitātes prasības: Nepieciešama precīza skenēšanas sistēmas vadība un izlīdzināšana, kas var būt izaicinājums.

Dati:

• Skenēšanas ātrums: Līdz 100 metri sekundē.
• Metināšanas ātrums: Līdz 50 metri minūtē, atkarībā no metinājuma ceļa sarežģītības.
• Jaudas diapazons: Parasti svārstās no 1 kW līdz 5 kW.

5. Vadības režīma metināšana

Apstrādāt: Vadīšanas režīma metināšana ietver savienojamo materiālu virsmas sildīšanu, izraisot to kušanu un saplūšanu.

Siltums tiek novadīts materiālā, kā rezultātā rodas plašāks, seklāks metināšanas baseins.

Pieteikumi: Vadības režīma metināšanu izmanto plāniem materiāliem un lietojumiem, kur ir plašs, sekla metināšana ir pieņemama, piemēram, elektronikas un juvelierizstrādājumu nozarēs.

Priekšrocības:

• Virsmas kušana: Piemērots plāniem materiāliem un smalkām sastāvdaļām, līdz minimumam samazinot bojājumu risku.
• Minimāls kropļojums: Samazina materiāla deformācijas un deformācijas risku, augstas kvalitātes metināšanas šuvju nodrošināšana.

Trūkumi:

• Sekla iespiešanās: Attiecas tikai uz seklām šuvēm un plāniem materiāliem.
• Zemāks spēks: Iegūtajām šuvēm var būt mazāka stiprība salīdzinājumā ar dziļākas iespiešanās šuvēm.

Dati:

• Jaudas diapazons: Parasti svārstās no 100 Šajā 1 kW.
• Iespiešanās dziļums: Līdz 0.5 mm tēraudā.
• Metināšanas ātrums: Līdz 2 metri minūtē, atkarībā no materiāla biezuma un jaudas.

6. Atslēgas cauruma režīma metināšana

Apstrādāt: Metināšana atslēgas cauruma režīmā ietver lāzera stara fokusēšanu, lai izveidotu mazu, dziļa bedre (atslēgas caurums) materiālā.

Atslēgas caurums darbojas kā kanāls lāzera enerģijas dziļai iekļūšanai, kā rezultātā rodas šaurs, dziļa metināšana.

Pieteikumi: Metināšanu atslēgas cauruma režīmā izmanto bieziem materiāliem un lietojumiem, kuriem nepieciešama dziļa iespiešanās, piemēram, automobiļu un kosmiskās aviācijas nozarē.

Priekšrocības:

• Dziļa iespiešanās: Spēj iegūt dziļas un šauras šuves, padarot to ideāli piemērotu bieziem materiāliem.
• Augsta izturība: Ražo spēcīgu, augstas kvalitātes metināšanas šuves ar minimālu deformāciju.

Trūkumi:

• Sarežģīta iestatīšana: Nepieciešama precīza lāzera parametru kontrole, lai uzturētu atslēgas caurumu.
• Materiālie ierobežojumi: Tas var nebūt piemērots visiem materiāliem, īpaši tiem, kam ir augsta atstarošanas spēja.

Dati:

• Jaudas diapazons: Parasti svārstās no 1 kW līdz 10 kW.
• Iespiešanās dziļums: Var sasniegt dziļumu līdz 20 mm tēraudā.
• Metināšanas ātrums: Līdz 10 metri minūtē, atkarībā no materiāla biezuma un jaudas.

Lāzermetināšanas veidu kopsavilkuma tabula

Lāzermetināšanas veids	Procesa apraksts	Pieteikumi	Priekšrocības	Trūkumi	Jaudas diapazons	Iespiešanās dziļums	Metināšanas ātrums
Nepārtraukts vilnis (CW)	Nepārtraukta lāzera stara emisija	Biezi materiāli, dziļa iespiešanās	Augsta iespiešanās spēja, vienmērīga siltuma padeve	Lielāks HAZ, lielāks enerģijas patēriņš	1 kW līdz 10 kW	Līdz 20 mm	Līdz 10 m/mans
Pulsējošs	Īss, augstas enerģijas lāzera impulsi	Plāni materiāli, smalkas sastāvdaļas	Precīza kontrole, minimāls HAZ	Sekla iespiešanās, lēnāks process	No dažiem vatiem līdz vairākiem kW	Līdz 1 mm	Līdz 2 m/mans
Hibrīds	Lāzera un loka metināšanas kombinācija	Biezi materiāli, augsts nogulsnēšanās ātrums	Dziļa iespiešanās, augsts nogulsnēšanās ātrums	Sarežģīta iestatīšana, augstākas izmaksas	1 kW līdz 10 kW (lāzers), 100 A līdz 500 Izšķirt (loka)	Līdz 25 mm	Līdz 15 m/mans
Tālvadības pults	Ātrgaitas skenēšanas sistēma	Liela apjoma ražošana, vairāki punkti	Liels ātrums, elastība	Ierobežota iespiešanās, precizitātes prasības	1 kW līdz 5 kW	Mainīgs	Līdz 50 m/mans
Vadīšanas režīms	Virsmas karsēšana un kausēšana	Plāni materiāli, smalkas sastāvdaļas	Virsmas kušana, minimāls izkropļojums	Sekla iespiešanās, zemāks spēks	100 Šajā 1 kW	Līdz 0.5 mm	Līdz 2 m/mans
Atslēgas cauruma režīms	Dziļa atslēgas cauruma izveidošana	Biezi materiāli, dziļa iespiešanās	Dziļa iespiešanās, lielas izturības	Sarežģīta iestatīšana, materiālie ierobežojumi	1 kW līdz 10 kW	Līdz 20 mm	Līdz 10 m/mans

Kādus materiālus var savienot ar lāzermetināšanu?

Lāzermetināšana ir daudzpusīga tehnika, kas spēj savienot plašu materiālu klāstu. Tās spēja nodrošināt precīzu, augstas enerģijas stari padara to piemērotu metāliem, sakausējumi, un daži nemetāli.

Šeit ir pārskats par materiāliem, kas parasti tiek savienoti, izmantojot lāzermetināšanu:

1. Metāli un sakausējumi

Lāzermetināšana ir īpaši efektīva metāliem un sakausējumiem, piedāvā augstu precizitāti un izturību dažādiem lietojumiem.

Tērauds

• Nerūsējošais tērauds: Ideāli piemērots tādām nozarēm kā automobiļu rūpniecība, avi kosmosa, un medicīnas, lāzera metināšana nodrošina izcilu izturību pret koroziju un tīras šuves.
• Oglekļa tērauds: Metināms ar minimālām siltuma skartajām zonām, lai gan ir rūpīgi jākontrolē siltums, lai izvairītos no plaisām.
• Instrumentu tērauds: Piemērots precīzai metināšanai, īpaši instrumentu un presformu nozarēs.

Alumīnijs un alumīnija sakausējumi

• Alumīnija augstā siltumvadītspēja var padarīt to sarežģītu, bet mūsdienu lāzeri ar to tiek galā labi, īpaši tādiem sakausējumiem kā 6061, 5052, un 7075.

Titāns un titāna sakausējumi

• Bieži izmanto kosmosa un medicīnas nozarēs, titāns labi metināms, pateicoties tā zemajai termiskajai izplešanās spējai un augstajai izturībai.

Niķelis un niķeļa sakausējumi

• Niķeļa sakausējumi, piemēram, Inconel, tiek plaši izmantoti augstas temperatūras un korozīvā vidē, piemēram, spēkstacijās un reaktīvos dzinējos.

Varš un vara sakausējumi

• Vara augstajai atstarošanas spējai un siltumvadītspējai ir nepieciešami lieljaudas lāzeri, bet tas ir metināms, īpaši elektriskajām sastāvdaļām.

Citi metāli

• Magnija sakausējumi: Viegls un plaši izmantots automobiļu un kosmosa lietojumos.
• Cinks un ar cinku pārklāti metāli: Izplatīts cinkota tērauda un citos pret koroziju izturīgos lietojumos.

2. Atšķirīgi materiāli

Lāzermetināšana var savienot divus dažādus materiālus, lai gan saderība un termiskās īpašības ir rūpīgi jāpārvalda.

• Tērauds uz alumīniju: Iespējams, izmantojot specializētas metodes, lai pārvaldītu termiskās izplešanās atšķirības.
• Titāns līdz niķeļa sakausējumiem: Izmanto aviācijā vieglajam svaram, stipras locītavas.
• Varš uz alumīniju: Atrodas elektriskajos komponentos, piemēram, akumulatora savienojumos.

3. Plastmasa

Lāzermetināšana var arī savienot noteiktus termoplastus, izmantojot specializētas sistēmas.

• Polikarbonāts (PC): Izplatīts elektronikas un automobiļu lietojumos.
• Akrilonitrila butadiēna stirols (Abs): Izmanto patēriņa precēs un iekārtās.
• Neilons un polipropilēns: Atrodams rūpnieciskos komponentos un iepakojumos.

4. Pārklāti un pārklāti materiāli

Materiāli ar pārklājumiem (Piem., cinkots tērauds, anodēts alumīnijs) var arī metināt.

Jāņem vērā, kā pārklājums mijiedarbojas ar lāzeru, jo tas var ietekmēt metinājuma kvalitāti.

5. Dārgmetāli

Lāzermetināšana ir ideāli piemērota mazu savienošanai, delikāti komponenti, kas izgatavoti no:

• Zelts: Izmanto juvelierizstrādājumos un elektronikā.
• Sudrabs: Atrodams elektriskos un dekoratīvos lietojumos.
• Platīns un palādijs: Izplatīts medicīnas un augsto tehnoloģiju nozarēs.

Atšķirības starp lāzermetināšanu un tradicionālo metināšanu

Lāzermetināšana un tradicionālās metināšanas metodes atšķiras vairākos aspektos, ieskaitot metināšanas principus, metināšanas ātrums, metināšanas kvalitāte,

siltuma zona, darbības elastība, aprīkojuma izmaksas, un ekspluatācijas izmaksas.

Metināšanas principi

• Lāzera metināšana: Tas izmanto lāzera staru ar augstu enerģijas blīvumu kā siltuma avotu un realizē materiālu savienojumu, izmantojot bezkontakta sildīšanas metodi.
  Lāzera staru var precīzi fokusēt uz nelielu laukumu, izraisot materiāla kušanu un iztvaikošanu, veidojot metinājumu .
• Tradicionālā metināšana: Piemēram, loka metināšanā un argona loka metināšanā parasti izmanto loku, pretestības sildīšana, vai gāzes liesma metināšanai,
  kas ietver fizisku kontaktu vai augstas enerģijas jonu pārnesi, un metināšanas savienojums var būt salīdzinoši raupjš, un metināšanas šuves platums var būt salīdzinoši plats.

Metināšanas ātrums

• Lāzera metināšana: Metināšanas ātrums ir ātrs, un lielu metināšanas darbu apjomu var paveikt īsā laikā, kas palīdz uzlabot ražošanas efektivitāti .
• Tradicionālā metināšana: Metināšanas ātrums ir salīdzinoši zems, īpaši gadījumos, kad nepieciešama smalka kontrole .

Metināšanas kvalitāte

• Lāzera metināšana: Metinātā šuve ir šaura, vienveidīgs, un tam ir laba virsmas kvalitāte, un siltuma ietekmes zona ir maza,
  kas ir piemērots laukiem ar augstām prasībām attiecībā uz metināšanas kvalitāti, piemēram, kosmosa un automobiļu ražošana.
• Tradicionālā metināšana: Tas var radīt salīdzinoši lielu siltuma ietekmēto zonu, palielinot materiāla deformācijas un bojājumu risku,
  un metināšanas kvalitāti var ietekmēt vairāki faktori, piemēram, operatora prasmes, aprīkojuma stabilitāte, un materiāla īpašības .

Darbības elastība

• Lāzera metināšana: Tas var sasniegt bezkontakta metināšanu un var sasniegt dažas pozīcijas, kuras tradicionālajām metināšanas iekārtām ir grūti sasniegt metināšanai.
  Tajā pašā laikā, tā var arī veikt automatizētu metināšanu, ražošanas automatizācijas pakāpes uzlabošana .
• Tradicionālā metināšana: Dažas metodes (piemēram, TIG metināšana) ir balstīti uz kontaktiem, un tiem var būt tādas problēmas kā instrumentu nodilums un materiāla piesārņojums .

Iekārtu izmaksas un ekspluatācijas izmaksas

• Lāzera metināšana: Iekārtas izmaksas ir salīdzinoši augstas, un sākotnējie ieguldījumi ir lieli.
  Lai arī, masveida ražošanas gadījumā un augstas prasības metināšanas kvalitātei, tā visaptverošās izmaksas var būt izdevīgākas.
• Tradicionālā metināšana: Iekārta ir salīdzinoši nobriedusi, un izmaksas var būt zemas, taču tā veiktspēja un pielietojuma diapazons var būt ierobežots.

Lāzermetināšanas trūkumi

Neskatoties uz daudzajām tās tehnoloģijas priekšrocībām, tam ir arī daži trūkumi, galvenokārt šādi:

• Izmaksu problēma: Lāzermetināšanas sistēmu izmaksas ir salīdzinoši augstas, ieskaitot lāzerus, optiskie komponenti, un kontroles sistēmas. Tas nozīmē lielu sākotnējo ieguldījumu.
• Tehniskās prasības: Lāzermetināšanas iekārtu darbībai nepieciešama profesionāla apmācība un tehniskās zināšanas, un operatoriem ir nepieciešamas salīdzinoši augsta līmeņa prasmes.
• Pielāgošanās materiāliem: Lai gan tas ir piemērots dažādiem materiāliem, materiāliem ar augstu atstarošanas spēju (piemēram, alumīnijs, vara, un to sakausējumi),
  lāzera absorbcijas ātrums ir zems, kas var ietekmēt metināšanas kvalitāti.
• Iekārtu apkope: Lāzermetināšanas iekārtai nepieciešama regulāra apkope un kalibrēšana, kas palielinās ekspluatācijas izmaksas ilgtermiņā.
• Vides jutība: Procesam ir augstas prasības vides apstākļiem. Piemēram, putekļi un mitrums var ietekmēt metināšanas kvalitāti.
• Metināšanas kvalitātes ierobežojumi: Dažos gadījumos, piemēram, biezu plākšņu vai specifisku neviendabīgu materiālu metināšana,
  var rasties problēmas ar metināšanas kvalitāti, piemēram, plaisas, poras, un citi defekti.
• Metināšanas ātrums un efektivitāte: Lai gan lāzera metināšanas ātrums ir ātrs, īpašiem lietojumiem, piemēram, masveida ražošana vai īpašu materiālu metināšana,
  tā joprojām var būt jāoptimizē, lai tā atbilstu ražošanas efektivitātes prasībām.
• Aprīkojuma tilpums un svars: Augstas veiktspējas lāzermetināšanas iekārtas var būt apjomīgas un smagas, kas var ierobežot tā pielietojumu dažās darba vidēs ar ierobežotu vietu.

Lāzermetināšanu ietekmējošie faktori

Lāzermetināšana ir ļoti efektīva un precīza metināšanas tehnoloģija, un tā metināšanas kvalitāti ietekmē daudzi faktori. Galvenie faktori ir šādi:

Lāzera jauda

Lāzermetināšanā, ir enerģijas blīvuma slieksnis. Ja jauda ir zem šīs vērtības, metināšanas iespiešanās dziļums būs salīdzinoši neliels.

Kad jauda sasniedz vai pārsniedz šo vērtību, iespiešanās dziļums ievērojami palielināsies. Lāzera jauda kontrolē arī metināšanas ātrumu un iespiešanās dziļumu.

Staru fokusa punkts

Stara fokusa vietas izmērs nosaka jaudas blīvumu. Fokusa punkta izmēra mērīšana lieljaudas lāzermetināšanai ir sarežģīts uzdevums.

Praksē, faktiskais vietas izmērs bieži vien ir lielāks par teorētiski aprēķināto vērtību.

Materiāla absorbcijas ātrums

Materiālu absorbcijas ātrums lāzera ietekmē ir atkarīgs no tādiem faktoriem kā materiālu pretestība un virsmas stāvoklis.

Tas ietekmē to, cik daudz lāzera enerģijas materiāls var absorbēt, un tādējādi ietekmē metināšanas efektu.

Metināšanas ātrums

Metināšanas ātrums būtiski ietekmē metināšanas iespiešanās dziļumu. Metināšanas ātruma palielināšana novedīs pie mazāka iespiešanās dziļuma.

Lai arī, ja ātrums ir pārāk mazs, tas izraisīs materiāla pārmērīgu kušanu un var pat izdegt cauri sagatavei.

Ir piemērots metināšanas ātrumu diapazons, lai sasniegtu vislabāko iespiešanās dziļumu.

Aizsarggāze

Inertās gāzes parasti izmanto, lai aizsargātu izkusušo baseinu lāzera metināšanas laikā. Dažādām aizsarggāzēm ir atšķirīga ietekme uz metināšanas kvalitāti.

Piemēram, hēlijs, kas nav viegli jonizēts, ir visefektīvākā aizsarggāze lāzermetināšanā, bet tas ir salīdzinoši dārgi.

Argonam ir lielāks blīvums un tas var nodrošināt labu aizsardzību, bet tas var bloķēt daļu lāzera.

Slāpeklis ir zemu izmaksu aizsarggāze, bet tas nav piemērots dažu veidu nerūsējošā tērauda metināšanai.

Fokusa pozīcija (Defokusa daudzums)

Fokālais stāvoklis būtiski ietekmē metinājuma formu un iespiešanās dziļumu.

Kad defokusa daudzums ir pozitīvs, tas ir, fokusa punkts atrodas virs sagataves virsmas, tas ir izdevīgi, lai iegūtu gludu metinājuma virsmu.

Ja defokusa apjoms ir negatīvs, tas nozīmē, ka fokusa punkts atrodas sagataves iekšpusē, tas var palielināt iespiešanās dziļumu.

Vides apstākļi

Lāzermetināšanas procesam ir augstas prasības vides apstākļiem. Piemēram, putekļi un mitrums var ietekmēt metināšanas kvalitāti.

Materiālu viendabīgums

Materiālu viendabīgums tieši ietekmē materiālu efektīvu izmantošanu un metināšanas kvalitāti.

Nevienmērīgs sakausējuma elementu sadalījums vai piemaisījumu klātbūtne materiālā ietekmēs metinājuma konsistenci..

Metināšanas iekārtas un armatūra

Metināšanas iekārtu kvalitāte un apkopes statuss, kā arī armatūras precizitāte, tas viss ietekmē metināšanas kvalitāti.

Metinātās sagataves apstrādes precizitātes un montāžas precizitātes nodrošināšana ir ļoti svarīga metināšanas kvalitātes uzlabošanai.

Operatora prasmes

Operatoru prasmes un pieredze ir arī svarīgi faktori, kas ietekmē lāzermetināšanas kvalitāti. Profesionāla apmācība un tehniskās zināšanas ir būtiskas augstas kvalitātes metināšanas nodrošināšanai.

Biežākie lāzermetināšanas pielietojumi

Lāzermetināšanas tehnoloģija ir plaši izmantota metāla materiālu ražošanā, pateicoties tās augstajai precizitātei, augsta efektivitāte, neliela siltuma ietekmētā zona, un laba kvalitāte.

Tālāk ir norādītas dažas izplatītākās tā pielietojuma jomas metāla materiālu ražošanā:

Secinājums

Lāzermetināšana ir jaudīga un precīza tehnoloģija, kas piedāvā daudzas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām metināšanas metodēm.

Izprotot iesaistītos principus un sastāvdaļas, ražotāji var izmantot šo tehnoloģiju, lai uzlabotu produktu kvalitāti, samazināt ražošanas laiku, un uzlabo vispārējo efektivitāti.

Ja jums ir kādi specifiskāki jautājumi vai vajadzības, jūtieties brīvi Sazinieties ar mums!