Лазерная сварка металлов: аппараты, ГОСТ, технология

Лазерная сварка металлов представляет собой рабочий процесс, при котором благодаря направленному лучу происходит нагрев металла и его плавление.

Характерной особенностью такой сварки является то, что шов получается небольшим по ширине, но глубоким.

Почему так происходит? Потому что металлическая поверхность находится под высоким температурным воздействием, которое ограничивается по площади. Кампания Лазерформ проводит все виды лазерной сварки , более подробная информация на нашем официальном сайте.

Кроме тонких швов, лазерная сварка также характеризуется мощным излучением и скоростью обработки.

Лазерная сварка металлов: аппараты, ГОСТ, технология

Особенности и применение

Деление на технические, технологические и физические особенности сварки металлов прописано в ГОСТ 19521-74.

В свою очередь, характеристики физического характера делятся по классам:

  • Термический класс — предусматривает процесс сварки металлов с использованием тепловой энергии и плавления;
  • Термомеханический процесс осуществляется под давлением и с применением тепловой энергии;
  • Механический – используется механическая энергия и давление.

Лазерная сварка также имеет свой ГОСТ, относится к первому классу.

Ее особенности в большей степени зависят от особенностей лазерного луча, таких, как направленность, монохроматичность, когерентность.

Благодаря этому луч может точечно концентрироваться и обрабатывать небольшие по площади поверхности. С помощью оптических систем происходит управление лазером.

Лазерная сварка имеет некоторые сходства со сваркой электронными лучами, перед которой имеет определенные преимущества, например, вакуумная среда для более эффективной работы не создается, а цена работ сварка металла с помощью лазера сопоставляется с классическими способами.

Такой метод сварки металлов нашел свое применение в автомобильном производстве, поскольку лазерная сварка позволяет экономить материалы, а также обеспечивает герметичность алюминиевого корпуса машины.

Также широко распространено сварки труб лазером, благодаря своей точности и обеспечения герметичности труб.

Сварка труб удобно в том плане, что установка лазерной сварки может находиться удаленно от непосредственного места соединения.

Чаще всего лазер используется для сварки проблемных металлов: нержавеющей стали и алюминия.

Потому что при сварке нержавеющих материалов и алюминия происходит их быстрое окисление, что в дальнейшем ведет к образованию некачественных швов.

Лазерные лучи не допускают подобных дефектов, поскольку отличаются скоростью обработки поверхности.

Сварка лазером подразделяется на точечное и шовные.

Точечная сварка позволяет обрабатывать даже очень мелкие детали (менее 100 мкм), соответствует требованиям ГОСТ 28915-91. Точечная сварка применяется в создании электронной аппаратуры.

Тонкие материалы также подвергаются именно таким методом сварки, но при этом необходимо выставить определенные параметры для того, чтобы плавления нержавеющих сталей не было глубоким.

Точечная сварка производится очень быстро.

Шовная – классический способ сварки нержавеющих материалов, труб.

Как уже говорилось выше, шов при лазерной обработке получается очень аккуратным и небольшим. Дефектность шва проверяется по ГОСТ Р ИСО 5817-2009.

Оборудование, которое применяется для сварки труб, нержавеющей стали и других материалов, имеет свои разновидности и принципиальные отличия.

Разновидности аппаратов

Для выполнения работы необходим аппарат лазерной сварки, который должен отвечать требованиям ГОСТ.

В свою очередь он делится на два вида: и твердотельный газовый:

  • Твердотельный аппарат лазерной сварки отличается от газового длиной излучаемых волн, они короче, а мощность – слабее. Чаще всего встречается импульсный режим работы аппарата, но иногда он бывает импульсным и непрерывным. Работа протекает по следующей схеме: лазерное излучение происходит из стеклянного стержня (твердотельного активного элемента). При этом включается рубин, алюмоиттриевый гранат и неодим. Стержень располагается в специальной камере, которая освещается лампой накачки. Эта лампа создает световые вспышки. Применяют такое оборудование для обработки тонких электронных приборов, точечной сварки материалов из фольги, например, катодов кинескопа, которые используются в производстве телевизоров;
  • Газовое устройство может работать в непрерывном или импульсном режимах. Это более мощное оборудование с высоковольтными источниками тока. Аппарат с поперечным типом прокачки газа является компактным, при этом позволяет сваривать металлы, толщина которых не превышает 20 мм. Оборудования более мощного типа – газодинамическое, где горячие газы выступают в качестве активной среды.

Цена таких аппаратов очень разнится, она зависит от производителя, от конкретного типа оборудования, его размеров и др. но при этом остается очень высокой.

Импульсные и непрерывные лазеры

Импульсная лазерная сварка соответствует требованиям ГОСТ 28915-91, применяется чаще непрерывной, поскольку при точечном воздействии дает наилучший эффект.

Технология заключается в скоплении большого количества энергии и ее воздействии на предмет в течение короткого промежутка времени.

Такой метод сварки широко применяется при взаимодействии с металлами, которые легко подвергаются деформации, например, при использовании нержавеющих материалов.

При этом лазер действует таким образом, что материал проплавляется только на поверхности, исключая сквозные отверстия.

Непрерывная лазерная сварка позволяет делать сплошной шов, который может различаться по глубине.

Эта технология предусматривает образование парогазового канала, который обрабатывает металлы разной толщины, а зона проплавления при этом остается узкой.

Надо сказать, что мощность непрерывного лазерного излучения записана в ГОСТ, должна соответствовать всем требованиям согласно этого документа.

Особенности сварки разных металлов

Сварки сталей, алюминия, титана имеет свои особенности, рассмотрим подробнее.

Сварка сталей предусматривает обязательное очищение поверхности от коррозии, окалины, влаги и прочего.

Это необходимо для того, чтобы в процессе работы не возникало пористости и оксидных соединений.

Иногда из-за неочищенной поверхности в самом шве могут возникать холодные трещины при сварке стальных труб это образование не допустим.

Зачистка поверхности производится с использованием нержавеющих щеток не только в том месте, где будет располагаться шов, но еще и на прилегающей площади (10-15 см). Место сварки сталей необходимо обезжирить.

Сварка нержавеющих сталей внахлест не рекомендуется из-за чувствительности материала к концентраторам напряжения, только в стык.

Лазерная сварка стальных труб – дело непростое, поэтому выполнять его своими руками не рекомендуется, лучше доверить его специалистам.

Магниевые сплавы и алюминий также имеет свои особенности.

Обычная сварка может сопровождаться испарением легирующих элементов и окислением поверхности.

Поверхность материалов механически обрабатывается, проходит пищеварения, а впоследствии освещается, промывается с помощью горячей воды, а перед сваркой зачищается шабером.

Магниевые сплавы соединяются без использования подкладок.

Соединения титана предусматривает ряд сложностей:

  • при высоких температурах материал становится химически активным веществом;
  • когда температура при обработке титана начинает превышать 330 градусов, тогда можно увидеть рост зерна;
  • могут возникать холодные трещины в самом шве из-за высокого уровня содержания водорода.

Все перечисленные трудности можно избежать при использовании лазерной сварки титана.

Перед рабочим процессом необходимо обработать поверхность титана: зачистить, можно использовать для этого пескоструйную обработку, химически затравить, впоследствии обеспечить освещение и промыть.

Для создания качественного шва на поверхности титана необходимо обработать его гелием. К сварке титана применяется ГОСТ Р ИСО 5817-2009.

Ручная сварка

Сегодня можно купить станок лазерной сварки, работать на котором можно в домашних условиях своими руками.

Благодаря ему, можно своими руками отремонтировать ювелирные изделия, подкорректировать оправу очков, обработать медицинское оборудование, своими руками сделать поверхностное уплотнение материалов, точечная спайка также имеет место быть.

Сварка лазером своими руками предполагает более быстрое соединение материалов.

При этом необходимо учитывать, что лазер способен излучать видимые и невидимые лучи большой мощности.

Чаще всего, это невидимый инфракрасный луч, поэтому при работе с аппаратом необходимо соблюдать технику безопасности.

Оборудование для соединения материалов лазером должно быть оснащено крышками безопасности.

Яндекс.Метрика