Общепринятые обозначения лазерной сварки

Сущность лазерной сварки

Лазерный луч по сравнению с обычным световым лучом обладает рядом свойств – направленностью, монохроматичностью и когерентностью.

Благодаря направленности лазерного луча его энергия концентрируется на сравнительно небольшом участке. Например, направленность лазерного луча может в несколько тысяч раз превышать направленность луча прожектора.

Если обычный «белый» свет состоит из лучей с различными частотами, то лазерный луч является монохроматичным – имеет определенную частоту и длину волны. За счет этого он отлично фокусируется оптическими линзами, поскольку угол преломления луча в линзе постоянен.

Когерентность – это согласованное протекание во времени нескольких волновых процессов. Некогерентные колебания светового луча обладают различными фазами, в результате чего могут погасить друг друга. Когерентные же колебания вызывают резонанс, который усиливает мощность излучения.

Благодаря вышеперечисленным свойствам лазерный луч может быть сфокусирован на очень маленькую поверхность металла и создать на на ней плотность энергии порядка 10⁸ Вт/см² – достаточную для плавления металла и, следовательно, сварки.

Для лазерной сварки обычно используются следующие типы лазеров:

• твердотельные и
• газовые – с продольной или поперечной прокачкой газа, газодинамические.

Лазерная сварка твердотельным лазером

Схема твердотельного лазера приведена на рисунке ниже. В качестве активного тела используется стержень из рубина, стекла с примесью неодима (Nd-Glass) или алюмо-иттриевого граната, легированного неодимом (Nd-YAG) либо иттербием (Yb-YAG). Он размещается в осветительной камере. Для возбуждения атомов активного тела используется лампа накачки, создающая мощные вспышки света.

Рисунок. Схема твердотельного лазера

По торцам активного тела размещены зеркала – отражающее и частично прозрачное. Луч лазера выходит через частично прозрачное зеркало, предварительно многократно отражаясь внутри рубинового стержня и таким образом усиливаясь. Мощность твердотельных лазеров относительно невелика и обычно не превышает 1–6 кВт.

Твердотельными лазерами в связи с их небольшой мощностью свариваются только мелкие детали небольшой толщины, обычно объекты микроэлектроники. Например, привариваются тончайшие выводы из проволок диаметром 0,01–0,1 мм, изготовленные из тантала, золота, нихрома. Возможна точечная сварка изделий из фольги с диаметром точки 0,5–0,9 мм. Лазерной сваркой выполняется герметичный шов катодов кинескопов современных телевизоров.

Катод представляет собой трубку длиной 2 мм, диаметром 1,8 мм, толщиной стенки 0,04 мм. К трубке приваривается донышко толщиной 0,12 мм, материал изделия – хромоникелевый сплав. Сварка таких мелких деталей возможна за счет высокой степени фокусировки луча и точной дозировки энергии путем регулировки длительности импульса в пределах 10^-2–10^-7 с.

Сварка газовым лазером

Более мощными являются газовые лазеры, в которых в качестве активного тела используют смесь газов, обычно СО₂+N₂+Не. Схема газового лазера с продольной прокачкой газа приведена на рисунке ниже. Газ из баллонов прокачивается насосом через газоразрядную трубку. Для энергетического возбуждения газа используется электрический разряд между электродами. По торцам газоразрядной трубки расположены зеркала. Электроды подключены к источнику питания. Лазер охлаждается водяной системой.

Рисунок. Газовый лазер с продольной прокачкой газа

Недостатком лазеров с продольной прокачкой газа являются их большие габаритные размеры.

Более компактны лазеры с поперечной прокачкой газа (см. рисунок ниже).

Рисунок. Газовый лазер с поперечной прокачкой газа

Они позволяют достичь общей мощности 20 кВт и больше, что дает возможность сваривать металлы толщиной до 20 мм с достаточно высокой скоростью, около 60 м/ч.

Наиболее мощными являются газодинамические лазеры (на рисунке ниже). Для работы используются газы, нагретые до температуры 1000–3000 К. Газ истекает со сверхзвуковой скоростью через сопло Лаваля, в результате чего происходит его адиабатическое расширение и охлаждение в зоне резонатора. При охлаждении возбужденных молекул CO₂ происходит переход их на более низкий энергетический уровень с испусканием когерентного излучения. Для накачки может использоваться другой лазер или другие мощные источники энергии. Такой лазер мощностью N = 100 кВт позволяет, например, сваривать сталь толщиной 35 мм с очень высокой скоростью, около 200 м/ч.

Рисунок. Газодинамический лазер

Схема процесса лазерной сварки приведена на рисунке ниже.

Рисунок. Схема процесса лазерной сварки

Лазерная сварка производится в атмосферных условиях, без создания вакуума, необходима защита расплавленного металла от воздуха. Обычно для защиты используются газы, в частности аргон. Особенностью процесса лазерной сварки является то, что вследствие высокой тепловой мощности луча на поверхности свариваемого изделия происходит интенсивное испарение металла. Пары ионизируются, что приводит к рассеиванию и экранированию луча лазера. В связи с этим при использовании лазеров большой мощности в зону сварки необходимо подавать, кроме защитного, так называемый плазмоподавляющий газ. В качестве плазмоподавляющего газа обычно используют гелий, который значительно легче аргона и не рассеивает луч лазера. Для упрощения процесса целесообразно применение смесей 50% Аг + 50% Не, которые выполняют плазмоподавляющую и защитную функции. В этом случае сварочная горелка должна обеспечивать подачу газа таким образом, чтобы он сдувал ионизированный пар.

Рисунок. Конструкции сопел горелок для лазерной сварки

При лазерной сварке луч постепенно углубляется в деталь, оттесняя жидкий металл сварочной ванны на заднюю стенку кратера. Это позволяет получить «кинжальное» проплавление при большой глубине и малой ширине шва.

Высокая концентрация энергии в лазерном луче позволяет достигать высоких скоростей сварки, обеспечивая одновременно благоприятный термический цикл и высокую технологическую прочность металла шва.

Преимущества лазерной сварки

Важнейшим преимуществом лазерной сварки твердотельными лазерами является возможность очень точной дозировки энергии, поэтому удается обеспечить получение качественных соединений при изготовлении очень мелких деталей.

Для мощных газовых лазеров преимуществом является получение большой глубины проплавления при малой ширине шва. Это позволяет уменьшить зону термического влияния, сократить сварочные деформации и напряжения.

Кроме того, лазерная сварка обладает рядом преимуществ, не присущих другим способам сварки. Лазер может быть расположен на достаточно большом удалении от места сварки, что в ряде случаев дает существенный экономический эффект. Например, известна установка для лазерной сварки при ремонте трубопроводов, проложенных по дну водоема. Внутри трубы перемещается тележка с вращающимся зеркалом. Лазер же находится у конца секции трубопровода и посылает луч внутри трубы. Это позволяет осуществлять лазерную сварку, не снимая с трубопровода балласт и не поднимая его на поверхность.

Легкость управления лазерным лучом с помощью зеркал и волоконной оптики позволяет осуществлять сварку в труднодоступных, иногда не находящихся в пределах прямой видимости местах. Возможна также лазерная сварка нескольких деталей от одного лазера расщепленным с помощью призм лучом.

Недостатки технологии

Недостатками лазерной сварки являются высокая сложность и стоимость оборудования, низкий КПД лазеров. По мере развития лазерной техники эти недостатки устраняются.

Лазерная сварка металла: виды, особенности, оборудование

При проведении обычных методов сварки металла сложно обеспечить качественный шов, его дальнейшую обработку (особенно, для сложных конструкций), сохранить форму заготовок (деформация и расслоение встречаются очень часто). Есть проблемы и при креплении друг к другу заготовок из разных металлов.

Лазерная сварка позволяет получить не только глубокий, прочный и однородный шов, но и очень точное крепление изделий сложной конфигурации. Это обеспечивается и специальным оборудованием, и возможностью ручной или автоматической настройки технических параметров, и особенностью технологии использования лазерного луча.

Технологические особенности лазерной сварки

Суть метода – управление монохромным световым потоком. Сварочное оборудование оснащено линзами – они  фокусируют поток волн одинаковой длины, и управляющими призмами – они обеспечивают волновой резонанс для обеспечения необходимой мощности пуска.

В какой-то мере у лазерной и газовой сварки есть общий принцип действия – узконаправленный поток разогревает металл, оплавляет его и образует сварочную ванну. В нашем случае происходит поглощение металлом энергии лазерного пучка: за счет фокусирования потока в точке сварки (или на шве) происходит очень сильный и быстрый нагрев материала, но нагревается очень небольшая площадь металла вокруг. За счет локальной площади и быстрого нагрева остывание шва и скрепленных элементов происходит тоже быстро: это временя гораздо меньше, чем при использовании других способов сваривания.

Управление фокусом светового потока позволяет менять мощность луча. Для увеличения мощности луча его фокусируют – поток последовательно отражается от полусферических зеркал, пропускается через переднее зеркало и  с помощью системы призм подается в рабочую зону.

Расположение соединяемых деталей может быть любым. Надежный и долговечный шов можно создать за счет управления глубиной проплавления, вплоть до сквозного, или используя оборудование с разными режимами работы – с непрерывным лучом или с подачей прерывистых импульсов.

Лазерная сварка позволяет соединять элементы из листового проката небольшой толщины и сложные толстостенные детали, или детали с разными физическими свойствами (например, медь с алюминием, или соединение деталей из чугуна). Но самой важной особенностью данного вида сварки является возможность работы с титановыми деталями.

Особенность титана – высокая химическая активность к водороду и кислороду в расплавленном состоянии. Как результат, при использовании любых других сварочных технологий в зоне расплавления образуется большой объем газов и холодные трещины. Соединение титановых элементов с помощью лазера исключает эти негативные последствия за счет использования защитной  смеси из гелия и аргона.

В качестве сварочного оборудования используются специальные аппараты (станки) – ручные и промышленные, которые позволяют выполнять как точечное, так и шовное сваривание.

Промышленное оборудование для газовой сварки

Основная комплектация промышленного сварочного оборудования всегда одинаковая:

• Технологический лазер (твердотельный или газовый).

• Сварочная головка с линзой.

• Блок фокусировки.

• Блок перемещения луча и заготовки.

• Система подачи газов, которые используются для защиты поверхности свариваемых элементов (поверхностей).

• Система управления – мощности лазера, его перемещения и фокусировки.

• Оптический резонатор.

• Источник питания.

• Система охлаждения.

Сварочные аппараты могут оснащаться микроскопами или CCD-мониторами: они помогают контролировать рабочие процессы, связанные с ремонтом (сварка, пайка) очень маленьких заготовок.

Сварочное оборудование выпускается в нескольких компоновках. Это могут быть и консольные или портальные станки, и роботы-манипуляторы. Управление оборудованием осуществляется в автоматическом (установлены системы ЧПУ) или ручном режимах (с помощью выносного пульта). В первом случае предусмотрено использование специальных программ, во втором – управление скоростью, перемещением и параметрами рабочего процесса возложено на подготовленного оператора.

В промышленном оборудовании используется один из двух видов лазера твердотельные или газовые, и гибридные установки.

Твердотельные лазеры

Твердотельный лазер представляет собой стержень из искусственного рубина (смесь ионов хрома и оксида алюминия) или стекла с напылением из неодима, отполированный до зеркального блеска. При работе оборудования используется непрерывный или импульсный (дискретный) световой поток от излучателя: при облучении стержня лампочкой накачки происходит отражение  и переизлучение светового потока на частоте, на которой работает лазер.

Оборудование отличается низкой мощностью и ограниченным КПД. Используется при сварке небольших (по размеру и толщине стенок) деталей из цветных металлов (медь, серебро, алюминий, нержавеющей стали), пластмасс, стекла.

Газовые лазеры

Газовые лазеры, как активный излучатель, представляет собой стеклянную трубку (колбу) с азотом, гелием и углекислым газом под очень высоким давлением. Она снабжена несколькими электродами и торцевыми зеркалами для многократного отражения и усиления импульсов.

При подаче напряжения на электроды возникают электрические разряды, которые обеспечивают возбуждение смеси (она находится под высоким давлением) и пропускание лазерного луча.

Это очень мощное оборудование, которое используется для сварки толстостенных элементов (1- 2 см) и требует дополнительного охлаждения (устанавливается водяной контур).

Разновидностью такого оборудования являются газодинамические установки. Они мощнее, чем обычные газовые, так как используемый газ сначала нагревают в пределах 1000 – 3000 К перед выходом из сопла, а потом охлаждают в резонаторе. В момент охлаждения молекулы теряют энергию, за счет которой образуется когерентное излучение. Такие конструкции используют при работе с заготовками толщиной 30-35 мм, а скорость сваривания составляет до 200 погонных метров в час.

Гибридные установки

Кроме твердотельных и газовых аппаратов используются комбинированные (гибридные) установки. Они используются для соединения заготовок, имеющих большую толщину стенок (от 2 см и более).

Кроме стандартного набора оборудования установлена электродуговая горелка и механизм подачи заготовок в сварочную ванну.

Оборудование для лазерной ручной сварки

Конструктивно, мало отличается от промышленного оборудования – оно уступает только в размерах. Используется для соединения очень мелких элементов, наплавки материалов, ремонта пресс-форм, изготовления и ремонта электронных плат, работы с микросхемами, дезинфекции медицинских инструментов или изделий.

Это самое дорогостоящее оборудование, так как при сборке используется очень компактные комплектующие.

Виды и особенности сварки лазером

Используется два вида лазерной сварки:

• Внахлест – с наложением кромок друг на друга. Технология требует очень плотного прилегания (прижима) свариваемых поверхностей со стыком до 0,2 мм.

• В стык – технология не нуждается в применении флюсов (порошков) или присадок, обеспечивает равномерный шов.

Стыковочный метод предусматривает проплавление поверхностей по всей толщине и защиту шва от окисления (используется аргон или азот). Для исключения пробоев лазерного излучения применяют гелий.

Сваривание внахлест предусматривает только локальный прижим заготовок.

По способу (режиму) соединения заготовок сварочные работы делятся на:

• ·         Шовная сварка. Используется оборудование с непрерывной или импульсной подачей лазерного излучения. Шов получают при помощи перекрытия зон нагрева – он отличается достаточно глубоким.
• ·         Точечное соединение. Применяется только импульсное излучение. Используется при соединении небольших или тонкостенных деталей.
• ·         Гибридная сварка. Технология предусматривает использование присадочных порошков и дополнительного оборудования – механизмов синхронной подачи проволоки (ленты) или присадочного материала в зону плавления параллельно со сварочной головкой. Используется при создании сложных конструкций.

Плюсы и минусы лазерной сварки

Использование лазерной технологии обеспечивает соединение очень высокой плотности. При этом отсутствуют дефекты, характерные другим методам – пористость, большой объем шлака, нагрев большой площади в местах соединения и долгое остывание готовой конструкции. У лазерной сварки этого нет.

Данная технология имеет преимущества, которых нет у других видов сварки:

• Высокая скорость выполнения работ за счет большой мощности оборудования.

• Площадь соединяемых элементов нагревается незначительно за счет высокой скорости работ: это обеспечивает минимальный риск деформации (коробления) и расслаивания обрабатываемых материалов.

• Передача лазерного луча по оптоволокну: проваривание осуществляется  в самых  труднодоступных местах сложных конструкций и может выполняться на большом удалении от лазера.

• Оборудование можно использовать и как сварочное, и как режущее: актуально для предприятий по обработке металла.

• Высокое качество сварного шва или точки.

• Процесс сваривания легко контролируется – можно управлять (регулировать) производительностью оборудования.

• Лазерная технология может использоваться для соединения разных материалов – в том числе, магнитных сплавов, керамики, термопластов.

• Небольшой размер соединения в месте сварки.

• В процессе работы отсутствует рентгеновское излучение и вредные продукты сгорания.

• Процедура может выполняться при нахождении заготовок за светопрозрачными экранами.

Минимум времени для изменения настроек оборудования при работе с новыми изделиями или материалами.

Совершенных или идеальных решений нет – у каждой технологии свои недостатки. Свои минусы есть и у лазерной сварки:

• Высокая стоимость оборудования, расходных материалов и запчастей: используется только на крупных предприятиях.

• Ограниченный КПД: для твердотельных установок – не более 1%, для газовых – максимум 10%.

• Для работы с оборудованием требуется специальное образование.

• Эффективность работы оборудования напрямую зависит от способности заготовок отражать световой поток.

• Для помещений, в которых устанавливается и эксплуатируется оборудование, предъявляются очень высокие требования к показателям влажности, чистоты воздуха (запыленность) и вибрации.

Риск получения глубоких ожогов оператором (только при условии несоблюдения правил эксплуатации оборудования).

В процессе проведения сварочных работ могут возникать дефекты шва – непроваренные участки, трещины, пустоты, сквозные отверстия, раковины, образование шлака. Но это следствие или неправильной настройки оборудования, или низкой квалификации оператора (обслуживающего персонала). Как вариант – не контролировался рабочий процесс.

Особенности сварки материалов с разными физическими свойствами

При любом виде сварки учитываются особенности соединяемых материалов. Это относится и к сварке с помощью лазера.

Сталь. Требование к поверхностям – отсутствие любых загрязнений (ржавчины, пыли, следов масла или нефтепродуктов) и тщательная сушка. Оптимальный вариант соединения – в стык: использование других вариант повышает риск деформации шва. При работе используется смесь аргона и углекислого газа.

Магний, алюминий. Металлы активно взаимодействуют с воздухом (быстро образуется оксидный налет с высокой температурой плавления). Подготовка поверхности аналогична процедурам при электродуговой сварке – удаление налета, протравливание химическими реагентами, промывка водой. При сварке обязательно используется инертный газ.

Титан и сплавы. С поверхности удаляется грязь и налет, протравливаются места сварки, повторно очищаются механическим путем. Для исключения риска образования холодных трещин используется чистый гелий, а при кристаллизации шва используют аргон.

Стекло. При работе используются как стандартные газовые  смеси  в паре с гелием (имеет плазмоподавлющие свойства), так и комбинированные (с защитными свойствами и подавлением плазмы) – зависит от квалификации оператора.

Пластик. Процесс и смеси – как при сварке стекла. Но важным моментом является своевременная регулировка мощности: материал имеет низкую температуру плавления.

Тонкостенные заготовки и нержавеющая сталь. Оборудование используется на минимальной мощности (регулируется мощность луча и фокусировка точки сваривания). Необходим постоянный контроль скорости перемещения головки при шовной сварке и уменьшение длительности импульсов – при точечном способе соединения. Как вариант – уменьшение КПД установки для исключения сквозного прожига и разбрызгивания металла: выполняю расфокусировку луча.

Основные правила работы с лазерными сварочными установками

Существует несколько обязательных правил, которые необходимо соблюдать:

• Места сваривания должны быть хорошо просушены: влага с местах соединения привод к повышенной гидратации, как результат – снижается прочность шва и его долговечность.

• На пути прохождения луча не должны находиться предметы, тем более, руки оператора: можно получить некачественный шов и глубокие ожоги тела.

• Перед началом работы проверяется целостность всех элементов сварочного оборудования: неисправность любого элемента приводит к снижению качества шва.

• Запрещено держать на рабочем столе легковоспламеняющиеся жидкости и материалы: возможно возгорание.

Для каждого свариваемого материала подбирается свой режим работы: он определяет скорость перемещения лазера от ширины шва, толщины материала и его физических свойств.

Максимальный эффект использования лазерной сварки достигается при работе с легированной сталью и чугуном; титаном и медью, их сплавами; керамикой и стеклом, термопластами. Способность лазерного луча разрушать поверхностные окислы без образования новых пленок позволяет сваривать алюминий, титан и нержавеющую сталь без использования флюсов и газовой защитной среды: готовый шов по своему составу не отличается от заготовок и не требует дополнительной обработки.

Особенность технологии обеспечивает минимальную пористость шва: его прочность на 95% соответствует прочности материала заготовок.

Применение лазерной сварки

Направлений использования лазера для сварки много, но они соединены в несколько групп:

• Изготовление и ремонт мелких конструкций. Это – микроэлектроника, рекламное и ювелирное направление. Медицина – в этом сегменте: это относится к изготовлению и ремонту медицинских инструментов и зубных протезов.

• Сварка титана для судостроения и атомной энергетики, оборонной и авиакосмической отрасли.

• Приборостроение – для соединения материалов разными толщинами и свойствами.  Толщина материалов может достигать десятых долей миллиметра и микрона, а их место монтажа может располагаться максимально близко к микросхемам и чувствительным к нагреву элементам.

• Автомобилестроение – для точечной сварки кузовов, соединения магниевых и алюминиевых сплавов.

• Для соединения элементов из легких цветных металлов и чугунных заготовок.

• Изготовление и ремонт очень точных механизмов.

Ремонт или изготовление пластиковых, стеклянных и керамических изделий.

Вместо заключения

Как достаточно молодая, но очень перспективная технология, лазерная сварка ослабила позиции традиционных методов соединения металлов. Но она используется только на предприятиях, которые используют передовые технологии, и практически не применяется в бытовых целях.

Это технология, которую стоит осваивать, если вы планируете повышать собственные профессиональные навыки. При наличии опыта и квалификации вы сможете быстро и качественно соединять разные материалы, создавать как миниатюрные, так и очень мощные конструкции.

У нас так же производится гибка металла и лазерная резка металла

Лазерная сварка металла по доступной цене

Для соединения листов металла между собой используют сварку, которая дает возможность надежно соединить отдельные части. Чаще всего применялась традиционная электродуговая сварка. Однако такой способ уже несколько устарел. Особенно эффективной является именно лазерная сварка металла, которую качественно и быстро выполняют сотрудники Завода весового оборудования.

Лазерная сварка металла представляет собой технологический процесс соединения материалов между собой с использованием лазера. Это относится к инновационным разработкам. Квантовый лазерный генератор генерирует лазерный луч, который выполняет работу по сварке.

Завод весового оборудования предоставляет услуги по сварке следующих видов металла:

• сталь;
• нержавеющая сталь;
• алюминий;
• оцинкованная сталь.

В чем особенности лазерной сварки металлов

Лазерный луч позволяет соединить отдельные металлические детали таким образом, что сразу проявляются все преимущества этого процесса:

• Возможность точного направления луча дает возможность обрабатывать четко обозначенную поверхность, что позволяет сделать шов соединения тонким и ровным.
• Мощность лазерного луча достаточно высокая, поэтому соединение происходит быстро и надежно.
• Сварочные лазеры имеют большую производительность, поэтому за короткое время можно соединить большое количество деталей.

Основные преимущества лазерной сварки

Сварка лазерным лучом сегодня имеет ряд существенных преимуществ, благодаря чему данный способ используется гораздо чаще остальных:

• Применение сварки для обработки высокоточных конструкций, где требуется точность и аккуратность проведения работ.
• Сварка производится без механической обработки поверхностей.
• Высокий уровень производительности и большая скорость выполнения сварочных работ (к примеру, лист металла толщиной 20 миллиметров лазерным лучом сваривают при скорости 100 метров в час, тогда как этот же лист электрической дугой сваривают при скорости 15 метров за час).
• Высокий уровень экологической безопасности по сравнению со сваркой традиционным способом.
• Высокий уровень личной безопасности при выполнении сварочных работ.
• После проведения сварки обработанный металл практически не поддается короблению.
• При обработке металл не деформируется.
• Аккуратный и красивый внешний вид швов. Особенно это актуально при сварке конструкций, где шва не должно быть видно.
• После сварки шов нет необходимости обрабатывать и зачищать. Это значительно экономит силы и время.

Цена лазерной сварки металла установлена на доступном уровне. Все вполне оправданно. На самом деле, само оборудование и лазерные установки стоят достаточно дорого. Однако применение лазера поможет очень быстро и аккуратно соединить металлические детали именно в нужном месте без дополнительной обработки. За высокое качество исполнения работ и платит клиент.

Заказать лазерную сварку металла можно на сайте ЗВО. Опытные специалисты проведут все работы быстро, качественно и аккуратно. Также сюда можно обратиться за дополнительной консультацией, чтобы узнать, можно ли применять лазерную сварку именно для вашей конструкции. Все работы проводятся с использованием высокоточного современного оборудования, поэтому швы будут ровными и тонкими, а ваше изделие красивым и прочным. При необходимости вы можете получить подробные консультации от специалистов. Они предоставят вам четкие ответы. Это позволит принять решение относительно сотрудничества. В любом случае вы получите положительный для себя результат.

Ручная система лазерной сварки для ручной сварки

LightWELD Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Действительно ли LightWELD быстрее, чем сварка MIG и TIG?

Да, Light WELD Скорость перемещения до четырех раз выше, чем при использовании традиционных методов, крепление проще или не требуется, а шлифовка или шлифовка после сварки не требуется или значительно сокращается — все это увеличивает производительность при минимизации переделок.

Действительно ли LightWELD так прост в освоении?

Да, по сравнению со сваркой MIG и TIG, освоение любой из которых может занять целую жизнь, Light WELD быстро обучается, позволяя новым пользователям выполнять высококачественные сварные швы всего за несколько часов.

Элементы управления выглядят сбивающими с толку. Как мне узнать, что нужно настроить?

Light WELD поставляется с предварительно загруженными параметрами сварки, оптимизированными для наиболее распространенных материалов и толщин.Вы можете увеличить или уменьшить мощность в соответствии со скоростью движения и желаемым проникновением, а также сохранить эти настройки и вызвать их по мере необходимости.

Может ли LightWELD сваривать разнородные металлы или детали разной толщины?

Да, вы можете легко сваривать разнородные металлы, такие как медь, нержавеющую сталь или алюминий, а также детали разной толщины для всех типов сварных соединений: тройников, стыков, углов, внахлестку и кромок.

Какая максимальная толщина свариваемого материала?

Для нержавеющей стали, оцинкованной стали, низкоуглеродистой стали и алюминия вы можете сваривать одностороннюю сварку до 4 мм и двустороннюю до 10 мм — медь, одностороннюю сварку до 1 мм и двустороннюю сварку до 2 мм.

А как насчет вертикальной или перевернутой сварки?

Light WELD отлично справляется как с вертикальной, так и с перевернутой сваркой, поскольку обычно отсутствуют расходные материалы и образуются минимальные брызги, что делает сварку безопасной и простой в любом положении.

Является ли лазерный луч постоянным или может быть импульсным?

Light WELD предлагает пять режимов работы в соответствии с вашими потребностями:

• Непрерывная волна — лазер постоянно включен для максимального проникновения и скорости перемещения
• Импульсный режим — лазерные импульсы производят меньше энергии для более медленной сварки с меньшим тепловложением
• Режим прихваточных швов — для создания одинаковых прихваточных швов
• Режим Stich — используется для повторных прихваток или сварных швов внахлест
• Режим высокой пиковой мощности — короткие импульсы большой мощности, используемые для проникновения в отражающие металлы

Каков рабочий цикл?

Вы можете запустить Light WELD при 100% рабочем цикле и максимальной мощности лазера 1500 Вт.

Что такое сварка качанием?

Сварка с колебаниями приводит к колебаниям луча вперед и назад с различной частотой для получения более широких швов и более эстетичного вида сварных швов. Это также полезно для деталей с плохой сборкой. Light WELD поставляется с оптимизированными, предварительно запрограммированными параметрами вобуляции и позволяет «на лету» контролировать сварку вобуляцией до 5 мм с регулируемой частотой до 300 Гц.

Есть лист данных?

Да, вы можете скачать техническое описание LightWELD 1500 здесь.

Где я могу увидеть демонстрацию LightWELD?

Вы можете зарегистрироваться для участия в живой демонстрации здесь.

Как купить LightWELD?

Нажмите здесь, чтобы заполнить контактную форму, и специалист Light WELD свяжется с вами в ближайшее время. Если вы хотите поговорить с кем-нибудь сейчас, позвоните по телефону (508) 506.2877

: типы, преимущества и применение

Лазерная сварка (усиление света за счет вынужденного излучения) — одна из наиболее технически совершенных форм сварки.Его приложения охватывают широкий спектр отраслей от аэрокосмической до изготовления ювелирных украшений.

Однако существует несколько типов сварки, которые использовались задолго до лазерной сварки, поэтому возникает вопрос, зачем нам лазерная технология, когда у нас есть другие альтернативы?

Мы углубимся в это после краткого ознакомления с созданием технологии. Эйнштейн предсказал вынужденное излучение, которое является основным принципом работы лазера.

СВЯЗАННЫЙ С: УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА: ПЕРСПЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ СВАРКИ ПЛАСТМАССОВ И МЕТАЛЛОВ

Однако только в 1967 году мы впервые применили лазер для сварки и резки.В лазере, использованном в экспериментах 1967 года, использовался газ с кислородом и концентрированный лазерный луч CO2.

Руководителем проекта был доктор Питер Хоулдкрофт. Эксперимент и его детали были объяснены в статье под названием «Газоструйная лазерная резка» А. Б. Дж. Салливана и П. Т. Хоулдкрофта.

Лазерная резка положила начало лазерной сварке, поскольку она включает плавление металла без пробивания отверстий.

Лазерная сварка использует высококонцентрированный луч света в очень крошечном пятне, так что область под лазерным лучом поглощает свет и становится очень энергичной.Поскольку используются мощные лазерные лучи, электроны в этой области возбуждаются до точки, где материал плавится в результате разрыва связей между атомами.

Лазерная сварка также может использоваться для соединения пластмасс.

Это плавление двух материалов в их швах соединяет их в единое целое. Удивительно, как свет может быть достаточно мощным, чтобы расплавить металл за миллисекунды. Чтобы получить такие мощные лазерные лучи, в аппарате для лазерной сварки используются несколько частей, которые направляют и усиливают лазер.

Газовые лазеры, твердотельные лазеры и волоконные лазеры — три наиболее распространенных лазера, используемых в аппаратах для лазерной сварки.

Обычно лазерный луч подводится к аппарату лазерной сварки по оптоволоконным кабелям. Существуют аппараты для сварки одиночных волокон и аппараты для сварки нескольких волокон. В машинах для сварки нескольких волокон есть лазер, подключенный к каждому волокну, с каждым волокном сила лазера увеличивается.

Чтобы сконцентрировать луч в точке до того, как он покинет машину, часто используется коллиматорная линза в сочетании с фокусирующей линзой.

Четыре основных сварных шва подходят для лазерной сварки:

• Стыковая сварка
• Присадочная сварка внахлест
• Сварка внахлест
• Краевая сварка фланца

Если вы изучали лазерную сварку, вы могли заметил постоянный спутник лазерного сопла — еще одно сопло, которое подает газ, называемый технологическим газом или режущим газом.

В основном, это поток газа, который чаще всего представляет собой CO2, который также направляется к месту сварки с целью предотвращения контакта поверхности сварного шва с атмосферой.

Без использования режущего газа есть только два варианта сварочной атмосферы — нормальная атмосфера или вакуум. Лазерная сварка в вакууме, безусловно, возможна, но маловероятна из-за ее высокой стоимости и необходимости специальной настройки.

В нормальной атмосфере лазерная сварка без технологического газа может иметь неблагоприятные последствия. Поскольку азот в воздухе находится в очень высокой концентрации, он может смешиваться с расплавленным металлом и вызывать образование пустот или отверстий внутри сварного шва.Такие случаи могут привести к повреждению сварного шва.

Такие факторы, как влажность в воздухе, могут вызвать образование водорода при сварке. Диффузия водорода в металл также приводит к слабым сварным швам. Следовательно, лазерная сварка в нормальной атмосфере без защиты вообще не приветствуется.

Сварочные аппараты поставляются с насадкой для режущего газа, которая подает газ на поверхность сварного шва, следя за тем, чтобы загрязнения не смешивались со сварным швом.

Лазерная сварка может выполняться двумя способами — теплопроводная сварка и сварка с отверстием.

Теплопроводная сварка: В этом процессе металлическая поверхность нагревается выше точки плавления металла, но не до такой степени, что он испаряется. Этот процесс используется для сварных швов, для которых не требуется высокая прочность сварного шва.

Преимущество сварки горячей проводимостью состоит в том, что окончательный сварной шов будет очень гладким и эстетичным. Для теплопроводной сварки используется маломощный лазер в диапазоне <500 Вт.

Сварка в замочную скважину: В этом процессе лазерный луч нагревает металл таким образом, что контактная поверхность испаряется, углубляясь в металл.Это создает замочную скважину, в которой создается состояние, подобное плазме, когда температура поднимается намного выше 10 000 К.

Для этого процесса потребовались мощные лазеры с мощностью выше 105 Вт / мм2.

Лазерная сварка часто используется в сочетании с дуговой сваркой для создания так называемой гибридной лазерной дуговой сварки. При гибридной лазерной дуговой сварке любой из процессов дуговой сварки, например MIG, TIG или SAW, используется с лазерной сваркой с глубоким проплавлением.

В результате получается сварной шов, обладающий преимуществами как лазерной, так и дуговой сварки.

Полученный сварной шов будет иметь соединения с глубоким проплавлением благодаря лазерной сварке, а также будет иметь улучшенные допуски при подгонке стыков. Также уменьшаются другие нежелательные эффекты, такие как растрескивание и внутренняя пористость.

Лазерная сварка имеет ряд преимуществ, которые часто не встречаются в других методах сварки. Некоторые из определяющих характеристик лазерной сварки:

• Весь процесс сварки можно легко автоматизировать с помощью настройки CAD / CAM
• В процессе не используется электрод
• Нет формы износа инструмента
• Лазерная сварка очень высока конкретные цели
• Получены высококачественные сварные швы

СВЯЗАННЫЕ С: РУКОВОДСТВО ПО ЗАРАБОТКЕ ДЕНЕГ ОТ СВАРКИ: ВАРИАНТЫ И СОВЕТЫ ДЛЯ КАРЬЕРЫ

Лазерная сварка используется для высокоточных сварных швов.Поскольку в нем не используются электроды, окончательный сварной шов будет легким, но прочным. Первоначальные вложения, безусловно, дороги, но качество и характеристики лазерной сварки нелегко воспроизвести.

По мере того, как лазеры становятся все более мощными и энергоэффективными, будущее лазерной сварки, безусловно, радужно!

Лазерная сварка LBW: принципы и преимущества

Лазерная сварка — это технология в производстве, при которой два или более куска материала (обычно металла) соединяются вместе с помощью лазерного луча.

Laser означает L полет A увеличение на S по времени E миссию R .

Это бесконтактный процесс, требующий доступа к зоне сварки с одной стороны свариваемых деталей.

Сварной шов образуется, когда интенсивный лазерный свет быстро нагревает материал — обычно это рассчитывается за миллисекунды.

Лазерный луч представляет собой когерентный (однофазный) свет с одной длиной волны (монохроматический).Лазерный луч имеет малую расходимость и высокое энергосодержание, поэтому при попадании на поверхность будет выделяться тепло.

Основные типы лазеров, используемых при сварке и резке:

• Газовые лазеры : используйте смесь газов, таких как гелий и азот. Есть также лазеры на углекислом газе или углекислом газе. В этих лазерах используется слаботочный источник высокого напряжения для возбуждения газовой смеси с помощью лазерной среды. Работают в импульсном или непрерывном режиме.
  В лазерах на диоксиде углерода в качестве среды генерации используется смесь диоксида углерода высокой чистоты с гелием и азотом.CO2-лазеры также используются при двухлучевой лазерной сварке, когда луч разделяется на два луча равной мощности.
• Твердотельные лазеры : (лазеры типа Nd: YAG и рубиновые) работают на длинах волн 1 мкм. Они могут быть импульсными или работать непрерывно. В импульсном режиме получались соединения, подобные точечной сварке, но с полным проплавлением. Энергия импульса составляет от 1 до 100 Дж. Время импульса составляет от 1 до 10 миллисекунд.
• Лазеры диодные

Лазеры используются для материалов, которые трудно сваривать другими методами, для труднодоступных участков и для очень мелких компонентов.Защита от газа Intert необходима для более химически активных материалов.

Обзор

Лазерная сварка (LBW) — это процесс сварки, при котором происходит слияние материалов с теплом, полученным от приложения концентрированного когерентного светового луча, падающего на соединяемые поверхности.

Сфокусированный лазерный луч имеет самую высокую концентрацию энергии среди всех известных источников энергии. Лазерный луч — это источник электромагнитной энергии или света, который может быть направлен без расхождения и может быть сконцентрирован в точном месте.Луч когерентный и одночастотный.

Газы могут излучать когерентное излучение, когда они находятся в оптической резонансной полости. Газовые лазеры могут работать непрерывно, но первоначально только на низких уровнях мощности.

Более поздние разработки позволили охлаждать газы в лазере, чтобы он мог работать непрерывно с более высокой выходной мощностью. Газовые лазеры накачиваются высокочастотными генераторами, которые поднимают атомы газа до достаточно высокого уровня энергии, чтобы вызвать генерацию.В настоящее время используются лазерные системы на диоксиде углерода мощностью 2000 Вт. Системы повышенной мощности также используются для экспериментальных и опытно-конструкторских работ.

Лазер мощностью 6 кВт используется для сварки автомобилей, а лазер мощностью 10 кВт был создан для исследовательских целей. Есть и другие типы лазеров; однако доступный сейчас лазер непрерывного действия на углекислом газе мощностью от 100 до 10 кВт кажется наиболее перспективным для применения в металлообработке.

Когерентный свет, излучаемый лазером, может фокусироваться и отражаться так же, как световой луч.Размер пятна фокусировки контролируется выбором линз и расстоянием от него до основного металла. Пятно может быть от 0,003 дюйма (0,076 мм) до больших площадей в 10 раз больше. Четко сфокусированное пятно используется для сварки и резки. Большое пятно используется для термообработки.

Лазер предлагает источник концентрированной энергии для сварки; однако в настоящее время в производстве используется всего несколько лазеров.

Мощный лазер чрезвычайно дорогой. Технология лазерной сварки все еще находится в зачаточном состоянии, поэтому будут совершенствоваться, а стоимость оборудования будет снижена.Недавнее использование волоконно-оптических технологий для переноса лазерного луча к месту сварки может значительно расширить использование лазеров в металлообработке.

Лазерная сварка в сравнении с дуговой сваркой

Передача энергии при лазерной сварке отличается от процессов дуговой сварки. При лазерной сварке на поглощение энергии материалом влияют многие факторы, такие как тип лазера, плотность падающей мощности и состояние поверхности основного металла.

Выходной сигнал лазера не является электрическим по своей природе и не требует протекания электрического тока.Это устраняет любой эффект магнетизма и не ограничивает процесс только электропроводящими материалами.

Лазеры могут взаимодействовать с любым материалом. Он не требует вакуума и не производит рентгеновские лучи.

Как это работает

• Источник накачки обеспечивает среду энергией, возбуждая лазер, так что электроны, удерживаемые в атомах, временно переходят в более высокие энергетические состояния.
• Электроны, удерживаемые в этом возбужденном состоянии, не могут оставаться там бесконечно и опускаться на более низкий энергетический уровень.
• Электрон теряет избыточную энергию, полученную от энергии накачки, испуская фотон. Это называется спонтанным излучением, и фотоны, произведенные этим методом, являются затравкой для генерации лазера.
• Фотоны, испускаемые спонтанным излучением, в конечном итоге сталкиваются с другими электронами в более высоких энергетических состояниях. Входящий фотон «выбивает» электрон из возбужденного состояния на более низкий энергетический уровень, создавая другой фотон. Эти фотоны когерентны, что означает, что они находятся в фазе, имеют одинаковую длину волны и движутся в одном направлении.Процесс, называемый вынужденным излучением.
• Фотоны излучаются во всех направлениях, однако некоторые из них перемещаются по лазерной среде, ударяются о зеркала резонатора и отражаются обратно через среду. Зеркала резонатора определяют преимущественное направление усиления вынужденного излучения. Для того, чтобы произошло усиление, в возбужденном состоянии должен быть больший процент атомов, чем на нижних энергетических уровнях. Эта инверсия населенностей большего количества атомов в возбужденном состоянии приводит к условиям, необходимым для генерации лазера.
• Пятно фокусировки лазера нацелено на поверхность заготовки, которая будет свариваться. На поверхности концентрация световой энергии преобразуется в тепловую энергию (тепло). Тепло заставляет поверхность материала плавиться, что проходит через поверхность в результате процесса, называемого поверхностной проводимостью. Уровень энергии пучка поддерживается ниже температуры испарения материала заготовки. Идеальная толщина свариваемых материалов составляет 20 мм. Энергия лазера сконцентрирована, что является преимуществом при работе с материалами, обладающими высокой теплопроводностью.

История лазерной сварки

Эйнштейн впервые постулировал квантово-механические основы лазеров в начале 20 века.

1960 : Первый лазер, называемый рубиновым лазером, был впервые реализован в 1960 году.

1970 : Первые лазеры с высокими характеристиками были разработаны в 1970-х годах вместе с лазерами на CO2. С этого времени области применения источников лазерного луча расширились.

1980-е годы : Лазерная пайка становится популярным способом соединения выводов в электронных компонентах через отверстия в печатных платах.

1987 : Разработан процесс лазерного наплавления порошка

2002 : Компания Linde Gas в Германии исследует диодный лазер, в котором используются технологические газы и «компоненты активного газа», с целью усиления эффекта «проседания» при лазерной сварке. Технологический газ, аргон-CO2, увеличивает скорость сварки и, в случае диодного лазера, поддерживает переход от теплопроводной сварки к глубокой сварке, т. Е. «Замковому шву». Добавление активного газа изменяет направление потока металла в сварочной ванне и обеспечивает более узкий высококачественный сварной шов.

CO2-лазеры используются для сварки полимеров. Институт сварки Эдисона использует сквозные лазеры в диапазоне 230–980 нм для быстрого формирования сварных соединений. Используя карбиды кремния, внедренные в поверхности полимера, лазер способен плавить материал, оставляя почти невидимую линию стыка

Сварка лазером

Демонстрационная лазерная сварка:

Лазер можно сравнить с солнечным лучом для сварки.Его можно использовать в воздухе. Луч лазера можно сфокусировать и направить с помощью специальных оптических линз и зеркал. Он может работать на значительном удалении от заготовки.

При использовании лазерного луча для сварки электромагнитное излучение падает на поверхность основного металла с такой концентрацией энергии, что температура поверхности расплавляется паром и расплавляет металл ниже.

Одним из первоначальных вопросов, касающихся использования лазера, была возможность отражения металла таким образом, чтобы луч отражался, а не нагревал основной металл.Однако было обнаружено, что после того, как металл нагревается до температуры плавления, состояние поверхности практически не влияет.

Расстояние от оптического резонатора до основного металла мало влияет на лазер. Луч лазера когерентный и очень мало расходится. Его можно сфокусировать до нужного размера во время работы с тем же количеством доступной энергии, независимо от того, близко он или далеко.

При лазерной сварке расплавленный металл принимает радиальную форму, аналогичную конвекционной дуговой сварке.Однако, когда плотность мощности поднимается выше определенного порогового уровня, возникает защемление, как при плазменно-дуговой сварке.

Keyholing обеспечивает чрезвычайно глубокое проникновение. Это обеспечивает высокое соотношение глубины и ширины. Замочная скважина также сводит к минимуму проблему отражения луча от блестящей поверхности расплавленного металла, поскольку замочная скважина ведет себя как черное тело и поглощает большую часть энергии. В некоторых случаях для защиты расплавленного металла от атмосферы используется инертный газ.

Возникающий пар металла может вызвать пробой защитного газа и создать плазму в области высокой интенсивности прямо над поверхностью металла.Плазма поглощает энергию лазерного луча и может фактически блокировать луч и уменьшать плавление.

Использование струи инертного газа, направленной вдоль металлической поверхности, устраняет скопление плазмы и защищает поверхность от атмосферы.

Сварочные характеристики лазера и электронного луча аналогичны. Концентрация энергии обоих лучей одинакова для лазера, имеющего плотность мощности порядка 106 Вт на квадратный сантиметр. Плотность мощности электронного луча лишь немного больше.Для сравнения, плотность тока при дуговой сварке составляет всего 104 Вт на квадратный сантиметр.

При сварке лазерным лучом возникает огромная разница температур между расплавленным металлом и основным металлом, непосредственно прилегающим к сварному шву. Скорость нагрева и охлаждения при лазерной сварке намного выше, чем при дуговой сварке, а зоны термического влияния намного меньше. Высокая скорость охлаждения может вызвать такие проблемы, как растрескивание высокоуглеродистой стали.

Экспериментальные работы с процессом лазерной сварки показывают, что нормальные факторы контролируют сварной шов.Максимальное проникновение происходит, когда луч фокусируется немного ниже поверхности. Проникновение меньше, когда луч сфокусирован на поверхности или глубоко внутри нее. По мере увеличения мощности увеличивается глубина проникновения.

Виды сварных швов

1. Сварка с режимом проводимости
2. Режим проводимости / проникновения
3. Режим проникновения или замочной скважины

Электропроводная сварка

Выполняется при более низких уровнях энергии, образуя широкий и неглубокий сварной шов.Есть два режима:

1. прямой нагрев: тепловой поток регулируется классической теплопроводностью от поверхностного источника тепла. Сварной шов получают путем плавления частей основного материала. Может быть изготовлено с использованием импульсных рубиновых и CO2-лазеров с использованием широкого спектра сплавов и металлов. Также можно использовать Nd: YAD и диодные лазеры.
2. передача энергии: энергия поглощается за счет новых методов межлицевого поглощения. Впитывающие чернила помещаются на стыке соединения внахлестку. Чернила поглощают энергию лазерного луча, которая проходит в окружающий материал ограниченной толщины, образуя расплавленную межлицевую пленку, которая затвердевает по мере сварного соединения.Стыковые швы могут быть выполнены путем направления энергии к линии стыка под углом через материал на одной стороне стыка или с одного конца, если материал обладает высокой пропускающей способностью.

Сварка проводимости / проплавлением происходит при средней плотности энергии и приводит к большему провару.

Сварка в режиме «замочная скважина» создает глубокие узкие швы. При этом типе сварки лазерный свет образует нить испаренного материала, известную как «замочная скважина», которая проникает в материал и обеспечивает проход для лазерного света, который эффективно доставляется в материал.

Прямая доставка энергии в материал не зависит от теплопроводности для достижения проникновения, поэтому она сводит к минимуму проникновение тепла в материал и уменьшает зону термического влияния.

Проникающая лазерная сварка

Лазер образует отверстие, которое закрывается расплавленным материалом позади лазера. Результат называется сварным швом с каплевидным вырезом.

Металлы, используемые при лазерной сварке

Лазерный луч был использован для сварки:

• Углеродистая сталь
• Алюминий
• Титан
• Низколегированная и нержавеющая сталь
• Никель
• Платина
• молибден
• Ковар

Лазерные сварные швы, выполненные из этих материалов, по качеству аналогичны сварным швам, выполненным из тех же материалов с помощью электронно-лучевой сварки.

Экспериментальные работы с использованием присадочного металла используются для сварки металлов, которые имеют тенденцию проявлять пористость при сварке EB или LB. Материалы толщиной 1/2 дюйма (12,7 мм) свариваются со скоростью 10,0 дюйма (254,0 мм) в минуту.

Преимущества лазерной сварки

• Без труда работает с высоколегированными металлами
• Может использоваться на открытом воздухе
• Может передаваться на большие расстояния с минимальной потерей мощности
• Узкая зона термического влияния
• Низкая общая тепловая нагрузка
• Сварка разнородных металлов
• Присадочные материалы не требуются
• Не требуется вторичная отделка
• Чрезвычайно точный
• Выполняет глубокие и узкие сварные швы
• Низкая деформация сварных швов
• Высококачественные сварные швы
• Может сваривать небольшие тонкие детали
• Нет контакта с материалами

Ограничения

• Быстрое охлаждение может вызвать растрескивание некоторых металлов
• Высокие капитальные затраты на оборудование
• Оптические поверхности лазера легко повреждаются
• Высокие затраты на техническое обслуживание

Варианты процесса

лазерной сварки с усиленной дугой При лазерной сварке с усиленной дугой дуга от горелки TIG или MIG устанавливается близко к точке взаимодействия лазерного луча.Горелка для сварки TIG автоматически зафиксируется на горячей точке, генерируемой лазером.

Температура, необходимая для этого явления, примерно на 300 ° C выше окружающей температуры. Эффект заключается либо в стабилизации дуги, которая нестабильна из-за ее скорости перемещения, либо в снижении сопротивления дуги, которая является стабильной.

Блокировка происходит только для дуг с низким током и, следовательно, с медленной катодной струей для токов менее 80А. Дуга находится на той же стороне заготовки, что и лазер, что позволяет удвоить скорость сварки при небольшом увеличении капитальных затрат.

Робот для лазерной сварки с MIG-сваркой:

Двухлучевая лазерная сварка

Если два лазерных луча используются одновременно, есть возможность управлять геометрией сварочной ванны и формой сварного шва. После этого замочная скважина может быть стабилизирована, вызывая меньшее количество волн в сварочной ванне и улучшая проплавление и форму валика.

Комбинация пучка эксимера и CO2-лазера показала улучшенное соединение для сварки материалов с высокой отражательной способностью, таких как алюминий или медь.

Лазерная пайка и пайка

В этом процессе лазерный луч плавит наполнитель, который смачивает края шва, не расплавляя основной материал. Стало более популярным в 1980-х годах присоединиться к лидам электронных досок.

Сертификация

Есть несколько университетов, которые предоставляют сертификаты лазерной сварки, например, Университет Висконсин-Мэдисон. В этом случае предлагается два сертификата:

• LWTSP — аккредитованный сертификат поставщика технической поддержки процесса лазерной сварки для лица, ответственного за настройку, калибровку и операции процесса лазерной сварки
• LWP — аккредитованная профессиональная сертификация по лазерной сварке для тех, кто является основным техническим специалистом, занимающимся проектированием, проектированием и / или управлением лазерной сваркой деталей, сборок или операций.

Мы предлагаем проверить курсы обучения сварщиков в вашем регионе, например:

• Общественный колледж Энн Арундел (Мэриленд)
• Стейт Феррис (Мичиган)
• Штат Огайо (также школа электросварки Линкольна в Огайо)
• Tennesse Tech

Дополнительная литература

— Презентация инструктора Рамеша Сингха

Подходит ли лазерная сварка для вашей работы?

Для компаний, которые хотят повысить производительность и снизить затраты на сварку, лазерная сварка является одним из вариантов, который следует рассмотреть.Лазерная сварка стала более доступной и доступной, чем когда-либо: скорость хода намного выше, чем у других сварочных процессов, и стабильность сварного шва в автоматизированных сварочных системах.

Повысьте производительность и сэкономьте деньги

Поиск способов повышения производительности и экономии средств — важные факторы в любом сварочном процессе. Компании часто обращают внимание на технологические достижения для достижения этих целей, но многие предприятия могут не рассматривать лазерную сварку — возможно, считая ее слишком дорогой или сложной.

Развитие технологии лазерной сварки сделало ее более доступной и доступной, чем когда-либо. Этот процесс также предлагает значительные преимущества в производительности, которые могут обеспечить быструю окупаемость инвестиций. Он особенно хорошо подходит для сварки листового металла.

Подходит ли лазерная сварка для работы с листовым металлом? Учтите эти ключевые факторы и преимущества.

Преимущества лазерной сварки

Лазерная сварка обеспечивает скорость перемещения, которая в некоторых случаях может быть в пять-десять раз быстрее, чем сварка TIG, и в 3-5 раз быстрее, чем сварка MIG.Это также хорошая альтернатива контактной точечной сварке во многих областях.

Автоматическая сварка листового металла — один из примеров, когда переход на лазерную сварку может дать значительные преимущества в производительности. Поскольку процесс лазерной сварки обеспечивает высокую скорость перемещения и низкое тепловложение, он помогает предотвратить прожог на этом обычно тонком материале.

На рынке также есть предварительно спроектированные системы лазерной сварки, которые отличаются простотой установки, поэтому время простоя при настройке минимально.

Достижения в области лазерной сварки

Использование лазерной сварки в автоматизированных сварочных приложениях продолжает расти благодаря достижениям, сделавшим эту технологию более доступной и доступной.

При лазерной сварке для соединения металлических деталей используется лазер. Традиционно в мощных лазерах в качестве среды использовался углекислый газ, а длина волны составляла около 10 микрон. Лазер с такой длиной волны не может передаваться по оптоволоконному кабелю, что затрудняет автоматизацию процесса лазерной сварки.

Развитие технологий продвинуло отрасль в этом отношении. Развитие лазеров с длиной волны 1 микрон означает, что лазер может передаваться по оптоволоконному кабелю, что упрощает автоматизацию лазеров для сварки.

Кроме того, лазеры с длиной волны 1 микрон обычно питаются от диодов. Поскольку производители стали более искусными в производстве мощных диодов, для питания этих лазеров требуется меньше диодов. Это продолжает снижать стоимость мощности для систем лазерной сварки.

Получение преимуществ при работе с листовым металлом

Детали, которые традиционно будут свариваться TIG и которые требуют высококачественного внешнего вида, являются хорошими кандидатами для преобразования в процесс лазерной сварки. Эти факторы делают лазерную сварку особенно подходящей для обработки листового металла.

Листовой металл обычно очень тонкий и требует небольшого тепловложения при сварке. Он также часто используется в приложениях, требующих высокого эстетического качества или косметических результатов, таких как приборы, вывески или панели лифтов.Лазерная сварка может быть хорошим решением этих задач.

Кроме того, лазерная сварка иногда не требует использования присадочного металла или защитного газа. Это придает сварному шву очень низкий профиль, который не требует шлифовки после завершения сварки, что экономит время и деньги и помогает повысить производительность работы.

Например, обычным применением листового металла является производство электрических коробок. При сварке MIG обычно требуется шлифовка после сварки для удаления излишков усиления сварного шва на внешних углах.Переход на лазерную сварку сокращает время и деньги, затрачиваемые на очистку после сварки.

И, как упоминалось ранее, гораздо более высокая скорость лазерной сварки по сравнению со сваркой TIG или MIG помогает компаниям повысить производительность и эффективность, что может положительно повлиять на чистую прибыль.

Проводимость и режим замочной скважины

В лазерной сварке есть два режима: кондукция и замочная скважина. Каждый тип имеет преимущества для определенных приложений, поэтому обязательно подумайте, какой из них лучше всего подходит для ваших нужд.

Сварочная система переключается между режимами проводимости и замочной скважины в зависимости от плотности энергии.

При более низкой плотности энергии лазер имеет большее пятно и меньшую мощность. Это режим проводимости. В этом режиме поверхность нагревается, и тепло передается через деталь за счет теплопроводности. Режим проводимости обычно имеет очень спокойную лужу, похожую на сварку TIG, и хорошо подходит для косметических сварных швов, которые должны быть точными, таких как внешние углы коробок или вывесок.

По мере увеличения уровня мощности — скажем, 2-миллиметровое пятно сжимается до 0,6 миллиметра в диаметре — плотность энергии становится намного выше. Этот шов с более глубоким проплавлением и большей плотностью энергии является режимом «замочной скважины».

Режим «Замочная скважина» можно использовать для прожигания двух кусков материала, уложенных друг на друга, для получения сварного шва. Когда свет от лазера попадает на верхнюю поверхность, он испаряется и проникает через обе части и заполняет сварной шов так же быстро, как и лазер. Это делает лазерную сварку в режиме «каплевидный вырез» хорошей альтернативой в приложениях с уложенными друг на друга или перекрывающимися материалами, которые ранее требовали такого процесса, как контактная точечная сварка.Лазерная сварка в режиме «замочная скважина» намного более эффективна, чем точечная контактная сварка, при которой используются два электрода и требуется доступ к верхней и нижней сторонам свариваемого материала. Точечную сварку сопротивлением также сложнее автоматизировать.

Одна и та же система лазерной сварки может использоваться как для режима проводимости, так и для режима «замочная скважина». За счет увеличения мощности или уменьшения размера пятна от лазера это меняет режим с проводимости на режим «замочная скважина».

Рассмотрим предварительно спроектированные системы

Внедрение предварительно спроектированной системы лазерной сварки может дать много преимуществ.Готовые системы, доступные на рынке, предлагают простоту использования, быструю и легкую установку.

Некоторые предварительно спроектированные ячейки построены на единой платформе и могут быть доставлены в предварительно собранном виде, поэтому их можно использовать в сварочных операциях и быстро запускать, часто в тот же день. Это позволяет легко интегрировать ячейку для лазерной сварки в вашу работу, как и любую другую роботизированную сварочную систему.

Основное отличие предварительно спроектированной системы лазерной сварки от других предварительно спроектированных роботизированных систем состоит в том, что весь свет в зоне сварки для лазерной системы должен находиться внутри устройства по соображениям безопасности.Когда весь свет находится внутри сварочной камеры, система лазерной сварки получает рейтинг 1 класса, что означает, что для рабочих вне камеры не требуется дополнительная защита глаз. Это обеспечивает большую гибкость в отношении того, где можно разместить ячейку для лазерной сварки в цехе или на заводе.

Некоторые производители сварочных систем также предлагают испытательные лаборатории, где образцы деталей могут быть обработаны в системе лазерной сварки. Это поможет вам определить, подходит ли лазерная система для вашего применения.

Значительный рост производительности

Лазерная сварка — неизвестный или неизведанный вариант для многих производителей, использующих автоматические сварочные аппараты, но его так же легко реализовать, как и другие роботизированные сварочные системы. Высокая скорость перемещения и низкое тепловложение при лазерной сварке делают ее особенно подходящей для сварки листового металла, требующей точности и эстетического вида.

Для операций, которые сейчас используют MIG, TIG или контактную точечную сварку, переход на лазерную сварку может значительно повысить производительность — сэкономить время и деньги при одновременном выполнении высококачественных сварных швов.

Услуги лазерной сварки — сталь, алюминий, нержавеющая сталь, ковар, инвар, металлы, фольга, сплавы, пластмассы, герметики

Эксперт по лазерной сварке в медицине и авиакосмической сфере

Наша служба лазерной сварки использует высочайшую точность и бесконтактную способность волоконного лазера, чтобы обеспечить чистую и надежную сварку волоконным лазером даже самых тонких и хрупких материалов. В отличие от сварки TIG и других методов соединения, лазерная сварка с Accumet может использоваться для соединения широкого спектра материалов и комбинаций материалов, включая нержавеющую сталь, углеродистую сталь, алюминий, титан, различные металлические сплавы и пластмассы, которые мы храним на нашем складе.Следовательно, мы являемся жизнеспособной и даже предпочтительной альтернативой клеевому соединению, пайке, пайке и TIG / EB / резистивной / ультразвуковой сварке. Наша лазерная сварка обеспечивает высочайшую скорость обработки, более узкие и точные валики и гораздо меньшую деформацию заготовки по сравнению с традиционной сваркой и нашими конкурентами по лазерной сварке.

Более того, наша команда по сварке волоконным лазером способна выполнять очень сложные соединения и даже выполнять сварку на небольших участках сложной трехмерной геометрии, куда другие сварочные цеха не решились бы.

Как сваривать волоконным лазером различные металлы друг с другом (включая нержавеющую сталь и алюминий)

Основной проблемой большинства других методов и технологий сварки является соединение разнородных металлов и даже двух частей некоторых металлов, таких как алюминий и новые сплавы. Обычно методы сварки, отличные от сварки волоконным лазером, требуют значительной подготовки шва и, возможно, присадочных металлов, чтобы обеспечить сварку разнородных металлов. Эти методы в конечном итоге приводят к производству интерметаллидов, ослабляющих соединения, и представляют собой дорогостоящий и сложный процесс.Это не относится к сварке волоконным лазером. Лазерная сварка алюминия и лазерная сварка нержавеющей стали, например, при лазерной сварке, характер взаимодействия материалов и лазерного луча устраняет необходимость в большинстве подготовительных и присадочных металлов и открывает множество новых возможностей для соединения разнородных металлов.

Для получения дополнительной информации см. «Лучший способ сваривать сталь и алюминий вместе — это сварка волоконным лазером».

Лазерная сварка прозрачных и разнообразных пластиков

Сварка пластмасс становится чрезвычайно полезной в медицине и авиакосмической отрасли, где требуются высокопрочные и надежные конструкции, легкие и химически / экологически стойкие.Существуют определенные пластмассы, которые хорошо подходят для сварки волоконным лазером при определенных обстоятельствах. Пожалуйста, задавайте вопросы для получения более подробной информации.

Лазерная сварка в больших объемах

Волоконная лазерная сварка, как и другие методы лазерной обработки, представляет собой бесконтактную технологию с ограниченной зоной термического влияния (ЗТВ), поэтому данная технология является предпочтительным методом сварки хрупких изделий на высоких скоростях. Лазерная сварка также является более повторяемым и последовательным процессом, чем другие методы сварки, и позволяет создавать высокопрочные соединения без необходимости использования присадочного материала, флюса, предварительной обработки или вторичной очистки и отделки.Наши услуги по лазерной сварке в больших объемах позволили производить многие приложения, такие как аккумуляторы энергии с литий-ионными батареями и имплантируемые медицинские устройства, в экстремальных масштабах, с гораздо меньшими затратами, с большей стабильностью, с большей скоростью и с гораздо меньшими отходами. и вопросы контроля качества. Более того, процесс производства лазерной сварки намного надежнее других сварочных технологий, поскольку новейшие аппараты для лазерной сварки практически не требуют обслуживания и практически не требуют простоя.

Вопросы, связанные с сваркой в ​​медицине и авиакосмической сфере

Laser Welding использует исключительную точность и бесконтактность лазерного аппарата, чтобы обеспечить чистую и надежную сварку даже самых тонких и хрупких материалов. Лазерная сварка широко используется, в частности, в медицине, электронике и авиакосмической промышленности для получения сварных швов высочайшего качества для экономичных, крупносерийных приложений, а также для критически важных и надежных сборочных узлов и сборочного производства.

Примеры применения лазерной сварки:

Мы находимся к северу от Бостон, Массачусетс, в Вестфорде, Массачусетс, штат Массачусетс, и с гордостью обслуживаем все США, предоставляя множество услуг по лазерной обработке и вторичной обработке. Для оптимального удобства все наши материалы хранятся на складе.

Типы лазеров для лазерной сварки | Лазерная сварка | Основы автоматизированной сварки

Лазерные лучи можно извлекать, используя в качестве среды газ, твердое тело или жидкость.Из этих методов сварочные лазеры используют в качестве среды газ или твердое тело. Таким образом, типы лазеров, используемых для лазерной сварки, в целом можно разделить на газовые или твердотельные.