Преимущества соединения металла лазером

На сегодняшний день существует тщательно проработанная технология лазерной сварки.

Тем не менее, широкого применения она пока что не получила, что объясняется соображениями исключительно экономического характера.

Стоимость сварочных работ в таком случае довольно высока, а потому требуется проведение детального анализа на предмет использования именно лазерной сварки.

В каких случаях применяется лазерная разновидность сварки?

• Во-первых, при необходимости получения в результате сварочных работ таких конструкций, размеры и форма которых должны сохраняться практически неизменными.
• Во-вторых, если нужно значительно увеличить производительность. Лазерная сварка может осуществляться на высоких скоростях – 100-200 м/ч, что существенно превышает скорость традиционных видов сварки.
• В-третьих, лазерная сварка незаменима тогда, когда изготавливается конструкция с труднодоступными швами.

Технология лазерной сварки различается в зависимости от того, конструкция из какого именно металла подлежит соединению.

Сварка сталей

Лазерная сварка стальных деталей требует, прежде всего, очищения рабочей поверхности. Удалить следует ржавчину, окалины, иные загрязнения и влагу. В противном случае эти элементы спровоцируют возникновение оксидных включений и пористости. В отдельных случаях возможно образование холодных трещин в самом шве, а также в зоне термического воздействия вследствие насыщения водородом.

Зачистку стальных поверхностей осуществляют при помощи щеток из нержавейки. Важно очищать не только непосредственный участок, где будет осуществляться сварка, но и прилегающие к нему со всех сторон области размером 10-15 мм. Необходимо обеспечить и обезжиривание места соединения.

Следующий важный момент – не рекомендуются при сборке под сварку прихватки. При необходимости они (прихватки) выполняются лазерным лучом.

Если вести речь о соединении, то лазерная обработка обычно предполагает стыковое соединение. Что касается замковых и нахлесточных соединений, то прибегать к их использованию не рекомендуется в силу того, что стали высокочувствительны к концентраторам напряжений.

Алюминиевые и магниевые сплавы

Лазерная сварка металлов и сплавов таких, как алюминий и магний, предполагает учет важных нюансов. Сопряжены они со спецификой самих металлов, проявляемой при взаимодействии с газами окружающей среды. Определенную роль играет испарение легирующих элементов, возникновение на поверхности панны оксидной пленки.

Лазерный луч, будучи концентрированным источником энергии, отлично справляется с описанными трудностями, следовательно, лазерное оборудование является отличным вариантом.

Алюминиевые и магниевые поверхности при сварке лазером подлежат тщательной подготовке, включающей в себя механическую отработку, обязательное травление с осветлением впоследствии, промывку горячей водой и зачистку при помощи шабера непосредственно перед соединением.

Лазерная сварка в рассматриваемом случае производится в среде защитных газов. Общая рекомендация – это применение гелия в целях защиты сварочной ванны (ее верхней части). Для корневой же части шва допускается использование аргона.

Лазерная обработка алюминиевых сплавов предполагает учет еще одной специфической особенности: металл расплавляется исключительно при определенных показателях уровня и плотности мощности.

Что касается технологии соединения магниевых сплавов, то здесь лазерная обработка гарантирует возможность проведения сварочных работ без подкладок.

Соединяем титан

Сварка титановых сплавов характеризуется рядом следующих трудностей:

• Высокий уровень химической активности металла, проявляемый при повышенных температурах (особенно при нахождении в расплавленном состоянии);
• Склонность к росту зерна, отмечаемая при высоких температурах (от 330 градусов);
• Склонность к возникновению холодных трещин, которая проявляется при высоком уровне содержания в самом шве газовых примесей, особенно водорода.

Как и в случае с соединением алюминиевых и магниевых конструкций, все перечисленные сложности без проблем преодолевает соответствующее оборудование, которым осуществляется лазерная обработка. Важно лишь качественно подготовить поверхность к работе: обработать механически (либо воспользоваться пескоструйной и дробеструйной обработкой), обеспечить химическое травление, дальнейшее осветление и промывку.

Защита поверхности шва обеспечивается гелием. Также может использоваться аргон (в целях защиты остывающей поверхности).

Дополнительные сведения

При осуществлении лазерных работ используется оборудование двух разновидностей: твердотельное и газовое. Первый вид применяется для соединения мелких деталей, для второго же характерна большая мощность. Конкретное оборудование подбирается с учетом специфики предстоящих сварочных работ.

Немаловажной составляющей является обеспечение безопасных условий. Это предполагает установку защитных кожухов, наличие схемы лазерноопасной зоны. Регулярно следует проверять оборудование.

Тщательное соблюдение технологии позволяет добиться высоких с точки зрения качества результатов. Поэтому лазерная сварка является эффективным способом осуществления сварочных работ.