Laserové svařování

Laserové svařování  - svařování pomocí laseru jako zdroje energie.

Laserové svařování se používá pro svařování stejných i nepodobných kovů v radioelektronice a elektrotechnice , umožňuje svařovat různé materiály o tloušťkách od několika mikrometrů do desítek milimetrů.

Historie

Laserové svařování se objevilo po vynálezu N. G. Basov , A. M. Prokhorov , H. Towns v 60. letech XX. století lasery, vytvoření výkonných laserových instalací kontinuálního a pulzního působení.

Do roku 2019 byla vyvinuta metoda svařování skla na kov pomocí pikosekundového laseru. [jeden]

Jak to funguje

Podstata procesu laserového svařování je následující: laserové záření je směrováno do zaostřovacího systému, kde je zaostřeno do menšího paprsku a dopadá na díly určené ke svařování, kde se částečně odráží, částečně proniká do materiálu, kde se absorbuje, ohřívá a taví kov a vytváří svar.

Výhodou laserového záření je vysoká koncentrace energie: laserové svařování se provádí při výkonových hustotách laseru E = 10 6 - 10 7 W / cm 2 , což umožňuje svařování různých materiálů o tloušťkách od několika mikrometrů do desítek milimetrů. Při svařování výrobků o malé tloušťce od 0,05 do 1,0 mm probíhá svařování s rozostřením laserového paprsku.

Laserové svařování se provádí průchozí a částečnou penetrací v libovolné prostorové poloze. Svařování se provádí kontinuálním nebo pulzním zářením. U pulzního laserového záření je svar tvořen svarovými body, jejich překrytím o 30–90 %.

Laserové svařování se dělí na tři typy: mikrosvařování (tloušťka nebo hloubka průniku do 100 mikronů), minisvařování (hloubka průniku od 0,1 do 1 mm) a makrosvařování (hloubka průniku nad 1 mm).

Moderní svařovací stroje s pevnolátkovými lasery provádějí švové svařování rychlostí až 5 mm/s s pulzní frekvencí asi 20 Hz. Svařování se provádí pomocí přídavných materiálů (drát o průměru asi 1,5 mm, páska nebo prášek); přísada zvětšuje průřez svaru.

Výhody

• možnost svařování vysoce přesných konstrukcí;
• svařování bez úprav nebo obrábění;
• vysoká rychlost svařování a efektivita práce (ocelový plech tloušťky 20 mm je svařován elektrickým obloukem rychlostí 15 m/h v 5 - 8 průchodech, při svařování kontinuálním laserovým paprskem je plech svařován rychlostí 100 m/h v 1);
• vysoká ekologická bezpečnost ve srovnání s tradičním svařováním;
• minimální teplotní vodítka a deformace kovu (ve srovnání s jinými metodami);
• dobrý vzhled, který je důležitý například při svařování karoserií automobilů .

Nevýhody

• vysoké náklady na laserové systémy;
• nízká účinnost (0,01-15,0 %).

Vybavení

Zařízení pro laserové svařování zahrnuje laser, systémy pro fokusaci záření, plynovou ochranu výrobku, pohyb paprsku a výrobku.

Při svařování se používají pevnolátkové a plynové lasery. Pevné lasery jsou založeny na rubínu, skle dopovaném neodymovými ionty, yttrium-hliníkový granát (YAG) s neodymem a také na bázi ytterbiového vlákna. Plynové lasery - jako pracovní kapalina se používá směs CO 2 , N 2 a He.

Ruský průmysl vyrábí laserové systémy LRS-100-500 HTS-200-500 LGT-2.01, TL-5M, MUL-1, LTA4-1, LTA4-2, přístroje řady ALFA a ALFA-AUTO [2] . Instalace umožňují provádět poloautomatické svařování v pulzním režimu s mikroprocesorovým řízením.

Literatura

Technická literatura:

• Nikolaev G. A. Svařování ve strojírenství: Referenční kniha ve 4 svazcích - M.: Mashinostroenie , 1978 (1-4 svazky).
• Blashchuk, V.E. Kov a svařování: učebnice / V.E. Blaschuk; 3. vyd., revidováno. a doplňkové - Moskva: Stroyizdat, 2006. - 144 s.
• Malashchenko A. A. Laserové svařování kovů. M.: Mashinostroenie, 1984, 47 s.
• Grigoryants A. G. Laserové svařování kovů. M .: " Vysoká škola ", 1988. - 207 s.

Poznámky

1. ↑ Inženýři se naučili, jak svařovat sklo na kov pomocí laseru Archivní kopie z 24. října 2020 na Wayback Machine // Vesti - Nauka, 6. března 2019
2. ↑ Automatizovaný laserový stroj ALFA-Auto, koupit zařízení pro laserové svařování v Moskvě . laser-form.ru Získáno 13. března 2020. Archivováno z originálu dne 27. února 2020. (Ruština)

Slovníky a encyklopedie	Moderní Ukrajina
V bibliografických katalozích	NKC : ph268215