Сварка металлов — процесс соединения металлических деталей неразъемным способом путем плавления кромок в месте контакта. Расплавленные части металла с соприкасающихся поверхностей сливаются, образуя после охлаждения сварочный шов и превращая свариваемые элементы в единое целое.
Для сварки металла используются различные способы. Основная задача — произвести нагрев так, чтобы быстро расплавить количество материала, достаточное для крепкого соединения, при этом минимально затрагивая свойства и форму заготовок.
Что представляет собой сварка лазером
Принцип лазерной сварки основан на взаимодействии металлов с лазерным лучом высокой мощности. Такой сфокусированный поток активных световых частиц обладает большой энергией и производит сильный нагрев металла в узко ограниченной области. В итоге шов, получаемый при сварке лазером, имеет небольшую ширину, а процесс практически не затрагивает основной массив деталей, сохраняя свойства металла.
Лазерное оборудование для сварки может работать с использованием устройств излучения различного типа. Луч может генерироваться в кристаллах, газовой среде, оптическом кварцевом волокне. В зависимости от этого лазерные установки подразделяются на твердотельные, газовые и газодинамические, волоконные. Тип лазера определяет его мощность.
Как производится лазерная сварка
До начала сварки соединяемые элементы совмещаются по линии будущего шва. Детали могут примыкать друг к другу встык или накладываться внахлест.
Луч, генерируемый лазерной установкой, наводится на область сварки. Металл на кромках нагревается до температуры плавления, расплав заполняет микрополости в структуре прилегающих друг к другу поверхностей, образуя соединения большой плотности.
Для повышения качества шва частицы расплава и раскаленный пар в процессе сварки удаляются потоком газа, подаваемым через специальные сопла. Использование инертных газов позволяет предотвратить окисление в пределах сварочной ванны.
Сварка лазером может производиться в импульсном или непрерывном режиме. При импульсном излучении осуществляется точечная сварка, прочность шва зависит от расстояния между точками и области их наложения. Скорость лазерной сварки в импульсном режиме примерно соответствует скорости сварки традиционными способами. При непрерывном движении лазера скорость соединения заготовок значительно увеличивается, позволяя сваривать детали в несколько раз быстрее, чем электродуговым оборудованием.
В зависимости от задач сварки настройки лазера позволяют регулировать глубину проплавления металла. Проплавление может быть сквозным или частичным, проникающим не на всю толщину.
Устройства для лазерной сварки выпускаются в различных вариантах автономности и автоматизации. Существуют мобильные компактные аппараты для ручной сварки относительно небольшой мощности, где движением луча управляет оператор. Они применяются для выполнения простых швов на деталях небольшого размера и толщины. Автоматизированное оборудование позволяет производить сложную сварку крупноразмерных заготовок с электронным контролем режимов, фокусировки луча, перемещения луча или свариваемых деталей.
В чем преимущества лазерной сварки
Регулируемая мощность и точная фокусировка лазерного луча позволяет использовать лазерную сварку в тех случаях, когда другие способы оказываются малоэффективными. К достоинствам технологии относятся:
- Небольшая ширина шва, обеспечивающая высокую точность и возможность соединения мелкоразмерных деталей;
- Высокая скорость сварки в непрерывном режиме;
- Сварка в труднодоступных местах благодаря фокусировке луча в нужной точке, в то время как установка находится на расстоянии;
- Возможность соединения заготовок разной толщины за счёт регулировки глубины проплавления;
- Способность соединять между собой элементы из разных металлов.
- Отсутствие механической и термической деформации деталей, сохранение физико-химических свойств материала.
