Лазерне зварювання металів: апарат, установка та інше обладнання, технологія імпульсної і точкового зварювання лазером

1. Лазерне зварювання: сфера застосування
2. Достоїнства і недоліки
3. Види лазерного зварювання
4. Типи лазерів застосовуються для зварювання металів
5. Устаткування для лазерного зварювання
6. Лазерне зварювання як бізнес
7. висновок

Зварювання металів є обов'язковим технологічним процесом при виробництві складних виробів. Для з'єднання металів використовуються різні види нагріву металу, і найперспективнішим і новим напрямком в цій галузі є використання лазерного променя. Про те, що собою являє зварювання металу лазером і яке обладнання на сьогоднішній день застосовується для виконання такої роботи, буде розказано в даній статті.

Лазерне зварювання: сфера застосування

Лазерне зварювання для з'єднання металів використовується перш за все в тих випадках, коли застосування інших видів неможливо або важко. Вартість обладнання для лазерного зварювання металів є найвищою, тому купувати його слід тільки переконавшись в тому, що необхідну роботу не можна якісно виконати іншим способом.

Лазерне зварювання застосовується, при:

• Виготовленні приладів і інших точних механізмів.
• Виробництві складних виробів з легкоплавких металів.
• Виготовленні чавунних деталей.
• Виробництві виробів з пластмаси.

Незважаючи на те, що дана технологія в промисловості використовується лише близько 20 років, при наявності фінансової можливості можна придбати не тільки стаціонарні верстати, а й ручні апарати для зварювання металів в домашніх умовах.

Достоїнства і недоліки

Як і будь-яка технологія лазерне зварювання має свої переваги і недоліки. Основними перевагами такої такого виду зварювання перед іншими варіантами з'єднання металів є:

• Мінімальний нагрів площі металу, що значно зменшує його викривлення під час зварювання.
• Завдяки здатності передаватися по волоконної оптики лазерний промінь може доставлятися в важкодоступні місця.
• Лазерний апарат може застосовуватися не тільки для зварювання, а й для різання металів.
• Висока якість зварного шва.
• Хороша продуктивність і легкий контроль за процесом зварювання металів.

Серед основних недоліків такої технології можна назвати:

• Високу вартість обладнання.
• Мале ККД зварювального апарату.
• Потрібна висока кваліфікація оператора установки.

Незважаючи на перераховані недоліки в разі, коли необхідно виконати дуже точну зварювальну операцію або з'єднати легкоплавкие матеріали, застосування лазера є єдино можливим способом з'єднання металів.

Види лазерного зварювання

Лазерне зварювання виконується 2 способами:

• Стикова - зварювання здійснюється без застосування флюсу і присадок. Стик між металами можливий мінімальний, не більше 0,2 мм. Фокусування лазерного променя на стик також не перевищує значення 0,2 мм. Сварка здійснюється "кинджальним" проплавлением металу на всю товщину, при цьому інтенсивність лазерного випромінювання не перевищує 1 мВт / см2. При з'єднанні металів стикового лазерним зварюванням необхідно оберігати шов від окислення за допомогою азоту або аргону, а для захисту від пробою лазерного випромінювання застосовується гелій.
• Нахлесточноє - принцип лазерного зварювання цього типу полягає в накладених один на одного металевих листів, які можуть бути з'єднані потужним випромінюванням. Процес зварювання здійснюється з локальним притиском деталей, що зварюються. Зазор між металевими поверхнями при зварюванні не повинен перевищувати 0,2 мм. Якщо необхідно підвищити якість деталей, що з'єднуються, то при виконанні нахлесточноє зварювання застосовується подвійний шов.

Типи лазерів застосовуються для зварювання металів

Для зварювання металів використовуються 2 типи лазерів:

1. Твердотільні - пристрої, що генерують лазер складаються з активного елемента рубіна і скла з нанесеними на його поверхню іонами неодиму. Порушення елемента, що випускає лазерний промінь здійснюється за допомогою потужного світлового потоку від криптоновой лампи. Ефективність перетворення електричного струму в лазерний промінь при і використанні твердотільного пристрою становить не більше 3%. Твердотільні лазери можуть використовуватися в постійному або імпульсному режимі. Імпульсне лазерне зварювання реалізується модуляцією добротності при безперервної "накачування".
2. Газові - для генерації лазерного променя використовується СО2, N2, He, при тиску до 13,3 кПа. Ефективність газових лазерів може досягати 15%. Такі установки можуть бути однопроменевими і багатопроменевими. Однопроменеві застосовуються для зварювання легкоплавких металів і тонкого сталевого листа. Багатопроменеві використовуються при з'єднанні товстих тугоплавких металевих деталей.

Залежно від цілей використання лазерних установок слід вибирати тип лазера, який буде найбільш підходити для виконання конкретних завдань.

Устаткування для лазерного зварювання

Устаткування для лазерного зварювання металів може бути мобільним і компактним, але також можливе придбання повнорозмірних верстатів для зварювання великогабаритних деталей.

До першої категорії належать такі моделі:

• ЛАТ-С - верстат застосовується для лазерного зварювання і наплавлення металів. Установка має високі характеристиками потужності, завдяки яким вдається досягнути якісних показників продуктивності устаткування. Верстат "ЛАТ-С" може оснащуватися автоматичними координатними столами, що дозволить виконувати зварювання складних конструкцій з високою швидкістю. Лазерний верстат складається з двох модулів. У першому модулі розташовується джерело живлення, а також спеціальне охолоджуючу лазер пристрій. Другий модуль являє собою рухомий каркас, на якому встановлюється лазерний випромінювач. Обидва модулі можуть легко переміщатися завдяки встановленим колесам в підставі. При стаціонарній роботі верстата для забезпечення його нерухомості колеса блокуються спеціальним механізмом.
• МУЛ-1 - малогабаритний верстат для лазерного зварювання і наплавлення металів. Можлива також пайка таких дорогоцінних металів, як золото і срібло. Сварка ювелірних виробів за допомогою даного пристрою виконується легко і з високою точністю, тому верстат "МУЛ-1" може бути ефективно використаний для ремонту і виготовлення ювелірних прикрас. Завдяки тому, що вдається зварити невеликі за розміром металеві частини без надмірного їх нагрівання, даний апарат лазерного різання може бути використаний, коли необхідна зварювання оправ окулярів. Лазерний верстат "МУЛ-1" зручний тим, що для його роботи достатньо звичайної домашньої мережі напругою 220 В. При цьому споживана потужність пристрою, в залежності від використовуваного режиму, складе від 1,8 до 2,5 кВт.

• ЛАТ-400 - верстат використовується для лазерного зварювання великогабаритних деталей. Дана система складається з потужного твердотілих лазера, пристрої живлення і охолодження. Завдяки великій потужності і продуктивності лазера вдається виконувати навіть складні зварювальні роботи з високою швидкістю. Для підключення обладнання необхідна трифазна мережа 380 В. Потужність апарату при піковому навантаженні складе близько 13 кВт. Установка лазерного зварювання металів "ЛАТ-400" обладнана механізованої системою, що приводиться в рух двигунами постійного струму. Завдяки такай конструкції вдається легко переміщати лазерну головку в трьох площинах.

Для ручної лазерного зварювання металів використовуються наступні пристрої:

• WELD-WF - портативний лазерний зварювальний апарат, який відмінно підходить для виконання робіт у важкодоступних місцях. Пристрій складається з маніпулятора, який з'єднується з волокном. За волокну передається сгенерированное лазерне випромінювання. Завдяки наявності зворотного зв'язку вдається, при використанні апарату "WELD-WF", отримати більш якісний шов, ніж при використанні обладнання не оснащеного такими додатковими опціями. Апарат підключається до мережі 220 В і має потужність всього 1,5 кВт, тому його можна буде використовувати практично в будь-якому електрифікованому приміщенні. Ручний апарат лазерного зварювання по металу відмінно підходить для виконання різних ремонтних робіт, коли демонтаж конструкцій скрутний або займає надто багато часу.
• CLW120 - ручний лазерний зварювальний апарат невеликої потужності, який ідеально підходить для виконання робіт ювелірної точності. Точкова лазерне зварювання також може бути виконана за допомогою даного пристрою. Застосовується апарат для зварювання кольорових і чорних металів, нержавіючої сталі і титанових сплавів. Апарат призначений для роботи від мережі 220 В. Потужність пристрою - 10 кВт, тому в домашніх умовах використовувати "CLW120" можна тільки підключивши безпосередньо до електричного щитка.

Практично всі перераховані апарати як промислового застосування, так і ручного мають бинокуляр, який дозволяє захистити зір від шкідливого впливу лазерного променя, і одночасно з цим збільшити в кілька разів об'єкт пайки або зварювання для виконання якісної і точної роботи. Купити апарат лазерного зварювання не складе великих труднощів. Спеціалізовані магазини надають можливість придбати або замовити необхідний верстат або апарат лазерного зварювання, а на різних інтернет-майданчиках здійснити покупку можна в один клік.

Популярні публікації:

яку вибрати алмазну установку для буріння отворів ?

які купити гільйотинних ножиць ?

вибираємо гідроабразивний верстат з ЧПУ .

Лазерне зварювання як бізнес

Послуги лазерного зварювання дуже затребувані, тому якщо правильно підійти до організації бізнесу, то можна зробити даний вид діяльності основним способом заробляння грошей. Кількість автомобілів в нашій країні збільшується з кожним роком, при цьому кількість аварій також не зменшується. При заміні елементів кузова автомобіля не рекомендується нагрівати велику площу тонкого металу, коли деталі зварюються між собою. Сварка кузова автомобіля лазерним зварюванням дозволяє повністю впоратися з можливим викривленням металу завдяки дуже малій площі нагріву. Також позитивно позначається на якості зварного шва використання інертного газу, в середовищі якого здійснюється зварювальний процес тонкої жерсті. Таким чином при використанні лазера в кузовному ремонті вдається домогтися не тільки тонкого зварного шва, а й відсутність його корозії протягом тривалого часу.

Крім кузовного ремонту за допомогою апарату лазерного зварювання можна запаяти деталі двигуна з алюмінієвих і мідних сплавів. Звичайною електрозварюванням такі роботи виконати практично неможливо, а застосовуючи верстати лазерного зварювання можна впоратися з таким завданням дуже легко.

Надавати послуги зі зварювання металів із застосуванням лазерного зварювального апарату можна не тільки автомобілістам. Зварювання нержавіючої сталі на замовлення, також може стати прибутковим напрямом такого бізнесу.

Незважаючи на те, що нержавіючу сталь можна варити звичайним інвертором, якість такого з'єднання залишає бажати кращого, тому якщо необхідно виконати акуратне з'єднання металевих деталей з нержавіючої сталі, то отримати тонкий і якісний шов можливо тільки із застосуванням лазерних технологій.

Сфери застосування лазерного методу зварювання металів для отримання стабільного доходу не обмежуються перерахованими варіантами. З огляду на той факт, що ціна апарату, вихідна потужність якого становить від 500 Ватт буде не менше 1 млн. Рублів, придбання невеликого малопотужного пристрою дозволить відразу приступити до надання послуг населенню по ремонту ювелірних виробів. Такий вид бізнесу також буде рентабельним, т. К. Ювелірні прикраси зазвичай не здатні витримати значні механічні навантаження, і при їх наявності метал гнеться і ламається.

висновок

Апарати для лазерного зварювання є високотехнологічним устаткуванням, тому перш ніж приступити до виконання робіт повинна бути вивчена технологія лазерного зварювання. Багато фірм займаються реалізацією лазерного обладнання надають безкоштовні консультації не тільки з питань придбання верстатів і приладів, а й займаються навчанням своїх клієнтів правильної зварюванні матеріалів лазерним променем.