Лазерная сварка нержавейки

Лазерное сваривание нержавейки является соответственно уникальным процессом соединения, благодаря ему осуществляется прогрев необходимых частей металла, и расплавление его, с применением узконаправленного лазерного луча. Главным преимуществом подобного метода сваривания считается то, что при работе можно сформировать аккуратный узкий шов с наиболее глубоким проваром.

 В использовании простого сваривания нержавейки, температура которого считается узко ограниченной по требуемой площади. Скорость процесса, при котором обрабатывается металл, происходит намного быстрее, однако при всех технологических преимуществах существует большой вред организму из-за определенного излучения.

Подобный способ технологии рекомендуется производить по ГОСТ 19521-74. Из-за которого лазерное сваривание относится к работам термического рода, где используется применение расплавления и энергии тепла, чтобы получить конечный результат. Тонкости подобных работ напрямую зависят от характеристик присутствующих у луча, поскольку здесь присутствует важная роль его когерентность, монохроматичность и направленность.

 Благодаря таким функциям луча появляется возможность в осуществлении точечной концентрации, и выполнять обрабатывание малых участков. Такой способ используется практически в автомобильном изготовлении и еще в некоторых сферах, где необходимы высокоточные соединения в работах с тонкими металлами.

Преимущества лазерного сваривание нержавейки

• По себестоимости такой процесс не имеет особое отличие от простых методов, где применяется дуговое сваривание и электроды;

• Присутствует весьма большая точность, благодаря которой соединения высчитывается по десятым долям миллиметров;

• Имеет возможность выполняться в автоматическом режиме, и на дистанционном управлении;

• Если сравнивать со свариванием, где используются электронные лучи, то здесь для эффективного результата, нет необходимости в использовании специальной вакуумной среды;

• Подобный вид сваривания обладает высокой скоростью проведения работ, что считается огромным плюсом в производственных сферах;

• Имеется возможность в формировании швов почти различных геометрий;

• Великолепно подходит для сваривания, как нержавеющей стали, так и алюминия с остальными проблематичными сплавами;

• Благодаря качеству соединения, можно изготовлять герметичные сваривания.

Недостатки

• Для проведения подобного процесса понадобится приобрести необходимое оборудование;

• Весьма дорогостоящая техника для проведения свариваемых работ;

• Коэффициент полезного действия весьма маленький, составляет 1-2%;

• Отсутствует возможность в образовании толстых соединений, в отличие от многих разновидностей сваривания.

• Необходимость в четких настройках параметров и регулировках в соответствии с каждой процедурой.

Виды аппаратов

В лазерном сваривании нержавейки есть два главных вида, газовый аппарат и твердотельный. Твердотельный аппарат отличается от газового аппарата тем, что присутствует совсем иная длина волны, и поскольку она короткая, мощность в аппарате уменьшается. Чаще всего в подобной работе оборудования используется режим импульсов, благодаря чему его непрерывность образуется значительно реже. В таком случае лазерное сваривание нержавейки происходит благодаря присутствию активного элемента. Излучение лазером выходит за рамки стеклянного стержня, на месте него появляется твердотельный активный элемент.

Аппараты с принципом газового воздействия могут осуществлять работу, как в режиме импульсов, так и не прерывистом. Тут мощность имеется гораздо больше, чем у твердотельного аппарата. Есть возможность в использовании техники с поперечной прокачкой, и можно будет сэкономить в размерах, поскольку само оборудование считается компактным. При таких раскладах максимальная ширина металла для сваривания будет около 2 см. В подобном способе активным элементов выступают горящие газы.

Импульсные и непрерывные лазеры

Сваривание импульсного типа должно соответствовать согласно ГОСТ 28915-91. Чаще всего оно используется как не прерывистое, поскольку благодаря точечному применению, образуется наивысший эффект по качеству. Подобный метод состоит в том, что скапливается большая часть энергии, а затем взаимодействует на материал на весьма маленький промежуток времени. Из-за этого улучшается сваривание металлов, имеющих возможность поддаваться сильной деформации. Процесс лазера работает так, что поверхность материала подогревается только на верхнем слое, поэтому шансы образования сквозных отверстий становится меньше.
Если применять непрерывный лазер, то можно формировать сплошной шов, к тому же есть возможность в регулировке его углубления, из-за наличия мощности в аппарате. Если использовать подобную технику, можно образовать парогазовый канал, а ширина обрабатывания будет по-прежнему узкой.

Технология сваривания нержавейки

Особенности в сваривании нержавеющей стали предпочитают применение специальной аппаратуры. В начале, необходимо провести подготовительные процедуры металла к процессу сваривания. Для осуществления этого, потребуется удалить различные загрязнения, обезжирить, убрать различный мусор и другие загрязнения, а так же любые налеты из ржавчины, если такие присутствуют.
Затем необходимо выбрать требуемые режимы и параметры для соответствующей работы. Поскольку при тонкой ширине шва, разрешается работать как с тончайшими изделиями, так и с широкими промышленными заготовками, смотря какой используется аппарат. После того, как будет отрегулирована техника, можно непосредственно переходить к процессу, поднеся металл под лазерный луч, или навести его на тяжелую деталь. Движения необходимо совершать как можно быстрее, поскольку температура расплавления лазером слишком высока.

Если придется столкнуться с такими проблемами как заделки трещин и другими мелкими нюансами, то можно воспользоваться лучом для сваривания частей, в других моментах может помочь применение специальной проволоки

. В завершении процесса необходимо подождать пока деталь остынет сама, не применяя при этом никаких температурных воздействий и резких охлаждений.

Контроль качества свариваемого шва

Если процесс лазерного сваривания нержавейки применяется собственноручно в домашних условиях, то контроль качества не всегда понадобится. Но если подобные процедуры производятся в промышленных сферах, то категорически рекомендуется соблюдать все правила по проведению работ согласно ГОСТ 18442-80:

•  Капиллярная дефектоскопия;
•  Ультразвуковая дефектоскопия;
•  Радиационная дефектоскопия;
•  Магнитный контроль;
•  Контроль на проницаемость;
•  Внешний осмотр.

Меры осторожности

В процедурах с лазером требуется не допустить его попадания на различные предметы, поскольку из-за его температурного воздействия большинство вещей прорежется или воспламенится. Необходимо правильное соблюдение инструкций по эксплуатации техники, что бы избежать вреда для организма. Что не происходило проблем с прожигание листов, в особенности из тонкого металла, необходимо соблюдать правильно выставленные параметры при помощи регулировки.

Лазерная сварка нержавеющей стали — Лазерный мир

Верижников Владислав Юрьевич, Комсомольский-на-Амуре государственный университет// Тип: тезисы доклада на конференции Год издания: 2018 Страницы: 22-24, Издательство: Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет (Комсомольск-на-Амуре), НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ТВОРЧЕСТВО АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ материалы всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов. 2018

Аннотация. Описана установка лазерной сварки и её процессы .Рассмотрен принцип лазерной сварки по нержавеющей стали. Описываются все проблемы в проведении процесса, а также пути решения поставленных проблем.

Annotation. The installation of laser welding and its processes .The principle of laser welding in stainless steel is considered. Describe all the problems in the process, as well as ways to solve the problems.

Процесс лазерной сварки нержавеющей стали

Технологически данный процесс должен осуществляться согласно ГОСТ 19521-74. Он относит лазерную сварку к термическому процессу, который подразумевает использование плавления и тепловой энергии для получения итогового результата. Особенности проведения процедур зависят от того, какие характеристики имеет луч, так как тут играет роль его когерентность, монохроматичность и направленность. Это позволяет осуществлять точечную концентрацию и совершать обработки небольших участков. Данный метод применяется, в основном, для автомобильного производства, а также прочих высокоточных сфер, в которых работают с тонкими поверхностями.

Преимущества лазерной сварки нержавеющей стали

• Себестоимость лазерной сварки сопоставима с обыкновенными способами, при использовании дуговой сварки и электродов;
• Она имеет очень высокую точность, которая исчисляется десятыми долями миллиметра;
• Ею можно использовать в автоматическом режиме и с дистанционным управлением;
• В отличие от сварки электронными лучами, для эффективной работы не нужно создавать специальную вакуумную среду;
• Данная сварка имеет высокую скорость выполнения процедур, что очень полезно в производстве;
• Можно делать швы практически любой геометрии;
• Отлично подходит для работы не только с нержавейкой, а также алюминием и другими проблемными металлами.
• Качество скрепления позволяет создавать герметичные соединения.

Недостатки лазерной сварки нержавеющей стали

• Для проведения процедур здесь необходимо наличие специального оборудования;
• Высока стоимость техники для совершения сварочных процедур;
• Низкий коэффициент полезного действия, около 1-2%;
• Невозможно осуществлять широкие соединения, которые просто делаются в обыкновенных режимах;
• Необходимо тонко настраивать оборудование для каждой процедуры.

Технология сварки нержавеющей стали

Особенности сварки нержавеющей стали предполагают использование специальной аппаратуры. В первую очередь следует подготовить поверхность свариваемого металла для операции. Для этого ее нужно обезжирить, убрать частички мусора и прочих лишних вещей, ликвидировать любой налет и ржавчину, если таковые имеются.

Затем нужно подобрать правильный режим, с которым будет вестись работа. Ведь тонкая ширина шва позволяет работать как с ювелирными изделиями, так и с толстыми промышленными листами, в зависимости от аппарата. Выставив технику на нужный уровень, следует поднести заготовку под луч лазера, или направить его на закрепленную деталь. Действия не должны быть медленными, так как лазер быстро расправляет металл. Если луч постоянный, то он может испортить заготовку при слишком длительном воздействии.»

Для заделки трещин и прочих мелких процедур можно пользоваться только лучом для соединения частей, в иных случаях пригодится использование присадочной проволоки. После окончания, следует дать остыть без применения дополнительных средств для остужения.

Контроль качества сварного шва

Когда проводится лазерная сварка нержавеющей стали в промышленных условиях, то следует провести одну или несколько из следующих процедур, которые соответствуют ГОСТ 18442-80: капиллярная дефектоскопия; ультразвуковая дефектоскопия; радиационная дефектоскопия; контроль магнитный; контроль на проницаемость; визуальный осмотр.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. А. Игнатов, статья по теме «Лазерная сварка сталей», [Электронный ресурс], http://laseris.ru/public/articles_pdf/article_2647_305.pdf, журнал «Фотоника», 2008г, с. 11,12,15, (дата обращения 29.04.2015).

2. Информационный сайт компании «ТехноЛазер», научная статья «Лазерные технологии. Лазерная сварка», [Электронный ресурс].

3. «ГОСТ 28915-91. Сварка лазерная. Основные типы, конструктивные элементы и размеры», Издательство стандартов, Москва, 1991г

4. Китаев А.М. Справочная книга сварщика / А.М. Китаев, Я.А. Китаев. — М.: Машиностроение, 1985. — 256 с.

5. А.А. Малащенко, А.В. Мезенов Лазерная сварка металлов / А.А. Малещенко, А.В. Мезенов – М.: Машиностроение 1984 – 44 с.

Источник: https://elibrary.ru/item.asp?id=35277397

Поделиться ссылкой:

• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Google+ (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Skype (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на Reddit (Открывается в новом окне)

Похожие записи

Волокна лазерный станок производитель Орее лазер Oree Laser

В случае, когда применение лазерной сварки становится более зрелым, два наиболее распространенных вида сварочного сырья — углеродистая сталь и нержавеющая сталь. По сравнению с углеродистой сталью нержавеющая сталь обладает такими характеристиками, как высокое удельное электрическое сопротивление, низкая теплопроводность и большой коэффициент линейного расширения, а коэффициент линейного расширения также увеличивается с повышением температуры. Нержавеющая сталь широко используется в различных отраслях промышленности благодаря хорошей коррозионной стойкости, нетоксичности, устойчивости к трению, высокой прочности, немагнитности, простоте обработки, хорошей свариваемости и другим характеристикам.

Типы лазерной сварки

Существует два типа лазерной сварки: в зависимости от плотности мощности лазерного излучения его можно разделить на лазерную сварку и глубокую сварку лазером. При теплопроводной сварке плотность мощности лазера составляет менее 1 × 105 Вт / ㎠, и металл на поверхности заготовки не может быть мгновенно расплавлен или даже испарен при небольшом количестве тепла, поэтому тепловая энергия может передаваться только внутрь металла посредством теплопроводности. Когда плотность сварки лазера превышает 1 × 105 Вт / ㎠ при сварке с глубоким проникновением, из-за большого количества получаемого тепла металл непосредственно расплавляется с образованием сварного шва.

Лазерная сварка волокна из нержавеющей стали

По сравнению с традиционной сваркой сварка лазером из нержавеющей стали может быть выполнена при обычной комнатной температуре или специальных условиях, а сварочное оборудование простое. После лазерной фокусировки плотность мощности высокая, достигается сварка с глубоким проникновением, а отношение глубины проникновения к ширине велико, до 12: 1. Лазерная сварка имеет высокую прочность, высокую точность, узкую зону термического влияния сварных швов, небольшие остаточные напряжения и деформации, а лазерная сварка отличается высокой скоростью, высокой эффективностью и хорошим качеством сварки.

▲Ручной лазерный сварочный аппарат OR-HW

В качестве примера возьмем ручной сварочный аппарат Oree OR-HW для сварки нержавеющей стали.

Из рисунка видно, что поверхность сварного шва плоская и непрерывная без явных дефектов, таких как трещины и брызги.Структура после сварки изменилась с исходных равноосных и отожженных кристаллов Луана на столбчатые дендритные структуры. Рентгеноструктурный анализ показал, что сварной шов в основном состоит из дендритной неравновесной затвердевшей аустенитной структуры и небольшого количества δ-феррита, что может значительно улучшить устойчивость к межкристаллитной коррозии.

современные технологии, виды и способы

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Кто и когда создал нержавеющую сталь
• Какая существует технология сварки нержавеющей стали
• Какие есть режимы и способы сварки нержавеющей стали
• Какие необходимы оборудование и расходные материалы для сварки нержавеющей стали
• Как выполняется сварка изделий из нержавеющей стали с другими металлами
• Какие ошибки чаще всего допускают во время сварки нержавеющей стали

Согласно существующей классификации металлов нержавеющая сталь является высоколегированной, особо устойчивой к разрушению и коррозии. Потребитель видит в этом огромное преимущество, а сварщик – сложность в обработке. На сегодняшний день сварка трубопроводов из нержавеющей стали и сварка тонколистовой нержавеющей стали очень востребованы. Для профессионала выполнение этих работ не должно составлять никакого труда. Разберем подробнее, что такое сварка нержавеющей стали.

 

История нержавеющей стали

 

Своим появлением нержавеющая сталь обязана английскому металлургу Гарри Бреарли, который в 1913 году работал над совершенствованием оружейных стволов и отметил, что хром, добавленный в состав низкоуглеродистой стали, резко повышает ее антикоррозийные свойства.

Основными элементами любой нержавеющей стали являются железо, хром и углерод. Количество хрома в составе варьируется в пределах 11–30 %. Высокая устойчивость стали к коррозии обеспечивается хромом, добавленным в количестве не менее 12 %. Именно благодаря ему при взаимодействии с кислородом, находящимся в атмосфере, на стали образуется оксидная пленка, представляющая собой очень тонкий слой оксида хрома. Атомы этого оксида по размеру схожи с атомами хрома, что дает им возможность плотно примыкать друг к другу и образовывать устойчивый к любым воздействиям слой, имеющий толщину нескольких частиц.

При деформации поверхности нержавеющей стали – порезах или царапинах, наблюдается разрушение оксидной пленки. Но сразу происходит образование новых оксидов, восстанавливающих поверхность и защищающих ее от коррозии. Если сравнить атомы железа и его оксида, можно заметить их совершенно разный размер. Это не позволяет создать на поверхности металла ровный, крепкий слой. Он получается рыхлым и тонким. Соответственно, железо быстро ржавеет.

Помимо железа, хрома и углерода, в состав современных нержавеющих сталей входят и иные элементы. Повышается коррозионная стойкость и улучшаются другие физико-механические свойства нержавеющей стали при добавлении никеля, молибдена или ниобия. Никель значительно снижает тепло- и электропроводность стали.

 

Современные технологии значительно расширили область применения нержавеющей стали, затронув практически все сферы жизни человека. Из наиболее популярных хромоникелевых аустенитных сталей изготавливаются крепежные детали в виде болтов и гаек. Эти сплавы применяются в производстве монет.

Аустенитные стали не требуют особой обработки и легко поддаются сварке. Химическая промышленность сделала востребованными ферритные сплавы. Благодаря своей устойчивости к негативному воздействию высокой температуры и различных химических составов, в том числе и кислот, они идеально подходят для изготовления больших резервуаров, необходимых в химическом производстве.

Технология сварки нержавеющей стали

Сварка нержавеющей стали – процесс, требующий серьезного подхода. Даже небольшое отступление от разработанной технологии грозит отрицательным результатом. Все требования к технике и способам сварки нержавеющей стали продиктованы ее химическим составом и физическими свойствами.

 

Рекомендуем статьи по металлообработке

Для промышленной или бытовой сварки профильной и листовой нержавеющей стали необходимо правильно выбрать способ работы. Здесь все зависит от вида металла. Нержавеющую сталь профессионалы квалифицируют на:

• аустенитную;
• мартенситную;
• ферритную.

На эффективность процесса сварки нержавеющей стали оказывают влияние многие факторы.

Особенности сварки нержавеющей стали:

1. Теплопроводность данного материала гораздо ниже, чем у низкоуглеродистой стали. Разница может варьироваться в пределах от 50 % до 100 % в зависимости от марки материала. При проведении сварки нержавеющей стали необходимо обязательно учитывать этот момент, чтобы не допустить прожога металла в месте выполнения сварочного шва. Оптимальным будет выбор режима пониженного на 17–20 % тока.

2. Нержавейку отличает повышенное электрическое сопротивление. Именно этим объясняется значительная скорость сгорания электрода, вызванная быстрым и сильным его нагревом. Оптимальным решением будет выбор хромоникелевых электродов.

3. У нержавеющей стали высокое значение коэффициента линейного расширения. Поэтому при сваривании деталей из нержавеющей стали, особенно значительной толщины, должен быть выдержан некоторый зазор, обеспечивающий нужную усадку шва. Невыполнение данного условия грозит появлением трещин.

 

4. Неправильно выбранный режим термообработки аустенитной хромоникелевой нержавеющей стали может спровоцировать потерю ее антикоррозийных свойств, связанную с образованием карбида железа и хрома. Исправить ситуацию можно быстрым охлаждением сварочного шва холодной водой. Однако такой способ значительно снижает стойкость к коррозии.

5. В разных условиях температура сварки нержавеющей стали варьируется от +600 до +1200 °С.

Широкий ассортимент современного сварочного оборудования дает возможность проводить сварку нержавеющей стали как в промышленном масштабе, так и в бытовых условиях.

Подготовительный этап к сварке нержавеющей стали идентичен аналогичным процедурам с другими металлами. Но некоторые моменты все же требуют особого внимания:

• Металлическая щетка поможет быстро и эффективно зачистить до блеска кромки соединяемых сваркой деталей.
• Подходящий растворитель, ацетон или авиационный бензин поможет обезжирить поверхности. Такой подход снижает пористость шва, а также повышает устойчивость дуги.

 

Режимов и способов сварки нержавеющей стали существует довольно много. Чаще всего используют:

• аргонодуговую, с режимом DC/AC TIG и вольфрамовым электродом;
• сварку с режимом ММА и покрытым электродом;
• аргоновую полуавтоматическую, с режимом MIG и нержавеющей проволокой;
• холодную, осуществляемую под давлением, без плавления поверхности;
• шовную и точечную контактную;
• при помощи лазерного луча.

Аргонодуговой сварочный аппарат имеет свои неоспоримые преимущества. Он обеспечивает защиту сварочной ванны аргоном, не допускает соприкосновения металла и воздуха, дает возможность получения качественного сварочного шва. Неплавящиеся вольфрамовые электроды, в свою очередь, не допускают разбрызгивания металла, что способствует получению ровного и прочного шва. Не менее важно и то, что такой вид сварки нержавеющей стали может быть применен в тех случаях, когда сварочные брызги нежелательны.

 

Аргон не позволяет воздуху и содержащимся в нем газам попасть в сварочную ванну во время расплавления металла. Он тяжелее воздуха и не входит в реакцию с расплавляемым металлом. Такие свойства обеспечивают наилучшую и самую доступную защиту сварочного шва. Профессионалы признают преимущества аргонодуговой сварки, отлично проваривающей шов стали и дающей повышенный провар на корне шва независимо от толщины металла.

Аргонодуговая сварка нержавеющей стали инвертором в режиме DC/AC TIG

Если материал для сварки выбран очень тонкий, а требования к качеству предъявлены высокие, то предпочтительнее будет применить метод TIG. Вольфрамовый электрод в инертном газе оптимально подходит для сварки нержавеющих труб, используемых при транспортировке газа или жидкости под давлением.

Сварка нержавеющей стали в среде аргона проводится под действием переменного или постоянного тока прямой полярности. Присадочным материалом может служить проволока с более высокой степенью легирования, чем обрабатываема сталь. Защитить изделие от брака в этом случае поможет аргон.

При работе старайтесь исключить колебательные движения электродом, чтобы не нарушить защиту области сварки и не допустить окисления металла на шве. Оборотную сторону шва от воздуха защищает поддув аргона. Стоит отметить, что нержавеющая сталь – не слишком требовательная к защите оборотной стороны, как, к примеру, титан.

 

Важно прослеживать, чтобы вольфрам не попадал в сварочную ванну. С этой целью оптимально применение бесконтактного поджога дуги или зажигание ее сначала на пластине из графита или угля с последующим переносом на основной металл.

Чтобы концентрация хрома на внешних участках оставалась постоянной и не уменьшалась, сварочный шов охлаждают водой. Чтобы уменьшить расход вольфрамового электрода, не следует по окончании сварки сразу выключать защитный газ. Сделайте это на 10–15 секунд позже. Нагретый электрод не получит интенсивного окисления, что значительно продлит срок его службы.

К бесспорным преимуществам данного вида сварки нержавеющей стали можно отнести:

• выполнение высококачественных швов;
• возможность визуального наблюдения за ходом работы;
• отсутствие разбрызгивания металла;
• возможность выполнения сварки в любой плоскости;
• защита сварного шва от попадания шлака.

 

Ручная дуговая сварка нержавеющей стали покрытыми электродами (режим ММА)

В ручной дуговой сварке используются покрытые электроды, что обеспечивает шву достойное качество. Когда к сварному соединению не предъявляется каких-либо отдельных требований, то этот способ будет самым оптимальным.

Электроды, которые применяются при сварке нержавеющей стали, должны соответствовать ГОСТу 10052-75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами». Для процесса сварки нержавеющей стали используются электроды марок ЦЛ-11, ОЗЛ-8, УОНИ-13/НЖ 12Х13, НИАТ-1 и др.

Зная марку нержавеющей стали для сварки, с помощью ГОСТа легко выбрать нужные для работы электроды. Они в обязательном порядке должны обеспечивать высокий уровень основных эксплуатационных параметров сварных соединений – коррозионной стойкости, механических свойств, при необходимости жаростойкости и т. п. Выбор электродов для сварки нержавеющей стали должен быть ориентирован на требования к конструкции, указанные в ее документации.

 

В работе обычно применяется ток обратной полярности. Профессионалы стремятся как можно меньше проплавить шов, используя в работе электроды с небольшим диаметром и минимум тепловой энергии. Стоит отметить, что для сварочных работ с обычной сталью требуется ток, сила которого на 15–20 % выше, чем для работ с нержавейкой.

Высокое электрическое сопротивление и низкая теплопроводность электродов ограничивают применение токов высокого значения. Это может вызвать перегрев покрытия и деформацию отдельных участков. Этими же причинами обоснована более высокая скорость плавления электродов, выбираемых при сварке нержавеющей стали, нежели для обычной стали. Мастер, впервые занимающийся сваркой нержавейки, должен знать эти нюансы.

Для сохранения коррозионных свойств сварочного шва необходимо его быстро охладить. Достичь этого можно путем обдувания воздухом или применением медных прокладок. Для хромоникелевых аустенитных сталей допустимо использование холодной воды.

Преимуществ у данного метода несколько:

• Мобильность, возможность выполнять работы в любых положениях, а также в труднодоступных местах.
• Широкая номенклатура электродов. Это дает возможность соединять самые разнообразные металлы. При этом на перенастройку оборудования затрачивается очень мало времени.

Аргоновая полуавтоматическая сварка нержавеющей стали в режиме MIG/MAG с применением нержавеющей проволоки

 

Одним из способов сварки, применяемой как в масштабе тяжелой промышленности, так и в бытовых условиях, является полуавтоматическая MIG/MAG сварка. Процесс несколько легче TIG сварки, доступен для быстрого обучения. Как и любая работа, MIG сварка имеет свои особенности, которые должны быть учтены на практике.

Существуют некоторые нюансы, характерные для полуавтоматической MIG/MAG сварки, которым необходимо уделить отдельное внимание. Сварщик обязан знать базовые основы сварки, совершенствоваться в работе, узнавать и понимать детали, чтобы в дальнейшем использовать их в работе и получать результаты высокого качества.

Суть полуавтоматической MIG/MAG сварки заключается в соединении нескольких металлических деталей в одно целое при помощи расплавленной ванны, образующей связь в процессе охлаждения и затвердевания. Концепцию такого типа сварки можно назвать простой. Однако несоблюдение технических требований и условий приведут к негативному результату – низкому качеству сварочного шва, что станет дефектом изделия.

Для полуавтоматической MIG/MAG сварки применяются защитные газы GMAW, сокращение от Gas Metal Arc Welding. Кроме полуавтоматического, работа может выполняться в автоматическом режиме сварки нержавеющей стали. В таком случае электродная проволока и защитный газ непрерывно подаются в сварочную горелку, а затем в область ведения сварки. Защитный газ оберегает место сварки от негативного внешнего воздействия. Наименование MIG происходит от Metal Inert Gas – сварка в инертном газе, а MAG – от Metal Active Gas – сварка в активном газе.

 

Основными преимуществами данного вида сварки являются:

• высокая скорость сварки;
• доступность быстрого обучения работе;
• возможность выполнения длинных сварных швов, отсутствие необходимости останавливать процесс или заново запаливать дугу;
• сварочный шов после проведения работ не требует очистки.

Другие современные способы сварки нержавеющей стали

• Холодная сварка нержавеющей стали без плавления под давлением.

В данной технологии плавление материала в зоне соединения не предусмотрено. Совмещение стальных деталей производится на уровне кристаллических решеток. Будет ли давление оказываться на обе заготовки или одну определяется конфигурацией частей и получаемым соединением. Любопытно этот процесс смотрится на видео, когда две стальные заготовки будто бы вдавливают друг в друга.

• Шовная и точечная контактная сварка нержавеющей стали.

Существует две технологии выполнения такой сварки: точечная и роликовая. Такой метод позволяет соединять тонкие пласты нержавеющей стали, которые имеют толщину не больше 2 мм. Оборудование применяется такое же, как и для обычной сварки.

• Лазерная сварка нержавеющей стали.

 

Этот метод сварки нержавеющей стали потрясающе смотрится и имеет целый ряд серьезных преимуществ. Сталь в зоне соединения не теряет своей прочности даже при высоком температурном воздействии, быстро охлаждается, трещины не появляются, зерна, образующиеся в структуре металла, имеют минимальный размер. Технология лазерной сварки и необходимое оборудование широко применяются в самых разных промышленных сферах: автомобилестроении, тракторостроении, при монтаже различных коммуникаций и т. д.

Оборудование и расходные материалы для сварки нержавеющей стали

Стандартный комплект, состоящий из инвертора, осциллятора и баллона с аргоном, дополненный горелкой и набором шлангов и проводов, прекрасно подойдет в качестве сварочного аппарата для сварки тонкой нержавеющей стали, для работы в ручном режиме.

В качестве расходных материалов будут выступать аргон и присадочная проволока. Важно, чтобы состав присадки и свариваемого материала был одинаковым. Обычно разнообразные изделия изготавливают из нержавеющей стали, имеющей марку 304. Оптимальным присадочным материалом для нее станет пруток для сварки нержавеющих сталей, имеющий марку Y308.

Аргон – не единственный защитный газ, применяемый в сварочных работах такого типа. Однако он считается основным, поэтому процесс сварки и называют аргонодуговым.

 

Расход аргона – серьезный показатель в расчете себестоимости проведения сварочных работ. Он напрямую зависит от вида металла, свариваемого по технологии TIG. К примеру, при соединении алюминиевых стыков требуется около 20 л/мин, а титановых – 50 л/мин. На сварку нержавейки понадобится 8 л/мин аргона. Установка газовой линзы, оснащенной специальной сеточкой, позволит снизить объемы расходуемого аргона и усилит износостойкость сварочной ванны.

Линза подбирается для каждого сопла горелки по размеру, с соответствующим номером от 4 до 10. Чем выше номер, тем сильнее защитные свойства линзы. Следует учитывать, что для работы в труднодоступных местах лучше подойдут более компактные линзы. Отмечено, что благодаря установке на горелки газовых линз неплавящиеся вольфрамовые электроды выдвигаются на 10 мм дальше. Для аргоновой сварки нержавеющей стали оптимально подходит универсальный вид вольфрамовых электродов. Диаметр тугоплавкого стержня выбирают, ориентируясь на толщину свариваемых заготовок.

При толщине детали из нержавеющей стали до 1,6 мм диаметр вольфрамового электрода должен быть не менее 1 мм, а сила тока – 50 А. Если свариваемый материал большей толщины, то сила тока требуется до 50 А, а диаметр вольфрамового стержня не менее 1,6 мм.

Особенности сварки изделий из нержавеющей стали с другими металлами

Современный человек использует в своей жизни все больше инструментов, вещей, средств, которые со временем при износе или поломке требуют применения сварки. Однако очень многие металлы могут быть успешно сварены только после дополнительной подготовки.

 

1. Сварка нержавеющей стали с титаном.

Каждый способ сварки нержавеющей стали подразумевает свои требования ко всем элементам конструкции, включая подготовку самих деталей, их кромок, определение нужного размера шва и т. п. Все параметры утверждены и регламентированы ГОСТом. Особые требования предусмотрены для сварочных работ со сталью и титаном. Рассмотрим, что именно предусмотрено нормативными актами в этом случае и какие требования следует соблюдать в работе.

Самой главной задачей в подготовке сварочных работ стали и титана является правильный выбор материала, метода и режима сварки. Оптимальный режим позволит либо предотвратить, либо резко подавить образование хрупких интерметаллических фаз, негативно влияющих на получение качественного результата работы.

Обычным способом соединить титан и сталь невозможно. Просто сваривать эти два металла друг с другом бесполезно. Здесь нужно применять аргон в совокупности с вольфрамовым электродом. Значительно реже, но все еще применяют сварку при помощи специальных промежуточных вставок. Такой способ достаточно трудоемок, но всегда дает хорошие результаты. В качестве вставок можно использовать технический талан, имеющий давление 700 Мпа, и термообрабатываемую бронзу.

2. Сварка нержавеющей стали с алюминием.

Надежным способом профессионалы считают сварку алюминия и стали через биметалл. Биметаллом является материал, структуру которого составляют несколько слоев различных металлов.

 

Изготавливается он одновременным прокатом через валы. Между слоями происходит диффузия молекул. Для алюминирования применяется прерывный и непрерывный методы. Металл помещается во флюс, затем обсушивается и обрабатывается реакционным газом. В этом случае он приобретает чистую и слегка пористую поверхность.

Деталь погружается в горячий алюминиевый расплав, полностью там прогревается и удерживается некоторое время для проникновения алюминия в пористую структуру поверхности. Затем ее вынимают из ванны. За счет закупорки в поверхности части расплавленного металла и получается прочное соединение. Такой электролитический метод сварки нержавеющей стали признан наиболее затратным и энергоемким.

Примерная инструкция по сварке алюминия со сталью следующая: взять по бруску алюминия, биметалла, состоящего из алюминия и нужной стали, а также самой стали. Все поверхности нуждаются в обработке и обезжиривании.

Первый шаг – соединение алюминия с алюминиевой подложкой биметалла. Необходимо следить за процессом, чтобы не допустить перегрева. Оптимальным решением будет использование хорошего полуавтомата сварки MIG. Проволоку выбирайте также алюминиевую. Это обеспечит большую скорость и возможность регулирования глубины проваривания.

Остальная часть пластины приваривается непосредственно к стали. Здесь должна использоваться специальная проволока. Следует учитывать роль алюминия в отводе тепла. Нельзя допускать его перегрева, чтобы не спровоцировать появление экзотермической реакции со сталью, вызывающей образование на стыке металлов очень хрупкого соединения FeAl3.

3. Сварка жаропрочной нержавеющей стали.

Самой большой неприятностью при выполнении работ с жаропрочной сталью становятся появляющиеся микро- и макротрещины. Чтобы этого избежать, необходимо исследовать каждый материал, и выяснить оптимальную температуру для сварки. При этом нужно учитывать склонность материалов к коррозии и воздействию других негативных факторов.

Определять тенденцию образования трещин на металле лучше всего проведением натуральных испытаний. Качественная сварка жаропрочной стали подразумевает достижение в швах и соединениях механических свойств, максимально приближенных к основному материалу.

 

Обязательным условием проведения качественных работ считается предварительная закалка жаростойких сплавов. Процесс заключается в воздействии на каждую деталь температуры +1100 °С с последующим охлаждением.

Применение термообработки металла после его закалки способствует значительному упрочнению стали. Следует понимать, что качество сварки по паяному шву напрямую зависит от химического состава припоя.

4. Сварка черной и нержавеющей стали.

Разный химический состав стали приводит к появлению своих особенностей сварки:

• Следует учитывать теплопроводность материалов, чтобы не получилось так, что один из них недостаточно проплавился.
• Различие коэффициентов линейного расширения. В наиболее слабом месте сварочного соединения, в области сплавления, даже после завершения термообработки могут оставаться напряжения.
• Сталь, достаточно насыщенная углеродом, может отдавать его металлу шва, что значительно снижает антикоррозийные свойства нержавейки.

Единого подхода к сварке нержавеющей стали, дающего отличный результат во всех случаях, не существует. Это обусловлено великим многообразием видов соединений металла, их разным составом.

 

Качественные результаты гарантированы при работе с материалом, имеющим хорошую свариваемость, и соблюдении рекомендаций профессионалов. На практике чаще всего используются два метода сварки нержавеющей стали с низкоуглеродистыми и низколегированными материалами:

• Для заполнения шва используются электроды из более легированной стали или имеющие никелевую основу.
• Вначале при помощи легированных электродов из черной стали наплавляется кромка, затем делается плакированный слой. Процесс завершается свариванием электродами нержавеющей кромки.

5. Сварка разнородных сталей.

Для сварных соединений разнородных сталей характерен ряд специфических особенностей. Основное затруднение при работе с такими сталями в конструкции, долго работающей под воздействием высоких температур, вызывает образование в области соединения структурной неоднородности, способной привести к изменению свойств металлов и преждевременному разрушению конструкции.

Неоднородность не будет образовываться при высоком содержании никеля в составе аустенитного материала. Никель – дорогой и дефицитный материал, который нужно применять с осторожностью, чтобы не спровоцировать появление горячих трещин в сварочных швах.

 

Для получения результата высокого качества при соединении аустенитной стали с неаустенитной металл шва должен иметь повышенное содержание никеля, чтобы предупредить структурную неоднородность в зоне сплава. Но тот же никель негативно влияет на металл. Поэтому следует рассчитывать оптимальное его содержание, учитывая факторы, влияющие на появление в зоне сварки структурной неоднородности.

6. Сварка пищевой нержавеющей стали.

Для сварки нержавеющей стали, используемой в пищевой промышленности, оптимально подходят электроды ЦЛ-11. Они позволяют проводить сварочные работы в любом пространственном положении, применять обратно полярный ток. Этим объясняется их востребованность у профессиональных сварщиков.

До начала работы электроды прокаливают. Стоит внимательно относиться к этому этапу, от этого зависит качество выполняемой работы. Время прокаливания – 1,5 часа. Электроды отличает высокое качество металла шва, малое разбрызгивание и устойчивое горение дуги. Большая популярность сварочных электродов при работе с пищевой нержавейкой обеспечивается и отличным удалением шлаков.

 

8 часто допускаемых ошибок во время сварки нержавеющей стали

В процессе сварочных работ могут допускаться ошибки, некоторые из них значительно влияют на конечный результат.

Качество работы определяется множеством факторов, которые требуют постоянного внимания – классность оборудования, металла, расходных материалов, ход сварочного процесса и т. д. Несоблюдение одного из этих параметров неизбежно приведет к ошибкам в сварочных работах.

1. Использовать устаревшее сварочное оборудование и методы недопустимо. Современные технологии наполнены инновациями, которые помогают снизить энергопотребление, увеличить скорость сварки, сократить время на подготовку до сварки и быстро обучить оператора работать на новом оборудовании.

2. Если в работе используется слишком слабая или рассчитанная на очень высокие силы тока сварочная горелка, то это вызовет лишние расходы.

3. Довольно распространенной ошибкой является неправильное хранение сварочного материала под негативным воздействием влаги, пыли и т. п. Рекомендуется выбирать сухие, чистые помещения, без резких перепадов температуры.

4. Ошибкой будет неправильный выбор температуры подогрева или температуры металла во время начала сварки нержавеющей стали. Материал должен быть предварительно нагрет до достижения определенной температуры.

 

5. Несвоевременное профилактическое обслуживание сварочного оборудования может привести к сбоям в его работе. Также необходима своевременная замена расходных материалов и запасных частей сварочной горелки.

6. Несоответствие применяемого защитного газа негативно отразится на результате работы.

7. К низкому результату приводит отсутствие обучения сотрудников и приобретение дешевых, некачественных сварочных материалов.

8. Неправильно подготовленный сварочный шов при эксплуатации конструкции может спровоцировать серьезные проблемы.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

особенности сварки алюминия, нержавейки, титана, цена

Автор admin На чтение 4 мин. Просмотров 542 Опубликовано 13.05.2014

Лазерная сварка металла происходит с помощью концентрированного луча света. При высокой энергии металлы свариваются быстрей, а у шва получается высокое качество.

Как правило, при таком типе сварки после сваривания происходит быстрое охлаждение, что снимает вопрос о возникновении трещин в материале.

Лазерная сварка — что это?

Лазерная сварка производится на воздухе или в среде защитных газов: углекислоты или аргона. Цена лазерной сварки металла сопоставима с классическими способами, например, вокруг нее не нужно создавать вакуумную среду, как для сварки электронными лучами. Лазерным методом сваривают крупногабаритные детали. Особенно популярен такой способ при производстве машин. Алюминиевые детали корпуса автомобиля после сварки лазером получает хорошую герметичность и прочность, при этом экономия металла составляет до 40%, чем при остальных способах.

Лазерная сварка стали обеспечивает высококонцентрированный луч энергии с фокусировкой всего в несколько микрометров. Лучом лазера легко управлять через оптические системы. Небольшой размер расплавляемого пятна в сварочной ванне позволяет сварить место соединения очень аккуратно. Для сварки обычно берут газовые или твердотельные лазеры, причем они работают в двух режимах: непрерывного и периодического действия.

Лазерную сварку в основном применяют для трудных металлов – алюминия и нержавеющей стали. Кроме того, что металлы быстро окисляются на воздухе, в них может растворяться водород с образованием пор в структуре металла, что снижает качество сварного шва.

Все трудности удачно устраняет лазерный луч. Технологии не стоят на месте, и возможно, что скоро появятся компактные аппараты позволяющие сделать ремонт лазерной сваркой любимого мотоцикла или машины в гараже. Как известно, в современном транспорте множество деталей из алюминиевых сплавов.

Лазерная сварка алюминия и других металлов подразделяется на несколько типов:

• Точечная сварка. Возможности лазера позволяют сваривать очень маленькие детали до величины меньше 100 мкм. Это оказалось незаменимым в современном приборостроении электронной аппаратуры. Также применяется лазер для сварки очень тонких материалов. Чтобы достичь такого минимального проплавления, выставляют определенную мощность излучения и определенный диапазон импульсов. При автоматизации процесса лазер начинает сваривать очень быстро, до двухсот точек в секунду
• Шовная сварка. Лазерная сварка нержавейки происходит непрерывным способом. Получается надежное соединение с хорошим качеством шва. Шов всегда аккуратный, небольшой. Не зря такой способ полюбился производителям автомобилей. Лазерные аппараты быстро собирают корпус автомобиля, создавая невидимые швы на стыке деталей. Причем каждый шов отличается высокой герметичностью и прочностью.

Уж не раз упоминалось о качестве шва. Этому есть научное объяснение.

При сварке лазером после кристаллизации места соединения структура металла получает новые свойства, гораздо лучшие, чем были в исходном состоянии.

Можно представить, что сделает лазерная сварка титана, в месте соединения деталей из этого металла.

Лазерная сварка глубокого проплавления

Изредка встречается способ сварки с глубоким проплавлением. В этом случае для образования шва используется газовый канал, транспортирующий испаренный металл из детали. В результате получается глубокий, но не очень широкий сварочный шов.

Для некоторых металлов требуется защита специальным газом. Аргон и гелий могут образовывать вместе с лучом лазера плазменную среду. Тогда обеспечивается более эффективное проплавление места сварки. Но подача газа должна быть в определенном объеме, при необоснованном увеличении шов становится хуже, в нем появляются поры.

Преимущества лазерной сварки:

• В отличие от электронного метода не нужна вакуумная камера. Луч лазера не подвергается воздействию магнитных полей и рентгеновского излучения
• Процесс сварки — бесконтактный. Можно производить работы в сложных местах, через прозрачные материалы и даже в жидкой среде.
• Пятно нагрева по размерам очень маленькое, поэтому не возникает трещин и деформаций в металлах
• Лазерная сварка имеет очень гибкую настройку. Процесс происходит в автоматическом режиме и на больших скоростях.

Лазерная сварка и пайка в Москве: просто и недорого

Для просмотра видео требуется современный браузер с поддержкой видео HTML5.

В отличие от традиционных способов проведения сварочных работ при лазерной сварке на заказ единственным “инструментом” становится лазерный луч, источником которого является квантовый генератор.  
 
Этот способ относится к одним из самых универсальных и высокопроизводительных. С его помощью можно фиксировать крупногабаритные объекты. А можно проводить и лазерную сварку мелких деталей — например, в области микроэлектроники. 
 

Лазерная сварка в Москве

Лазерная сварка в Москве — услуга, которая будет популярна всегда. Она востребована в приборостроении, сборке механизмов, в производстве и ремонте бытовых изделий — таких, как оправы для очков и украшения. Выполняются работы на автоматических или полуавтоматических станках. Одними из самых популярных производителей такого оборудования являются компании Alfa и LaserMaster.  
 

Лазерная сварка металла, нержавеющей стали, титана

Немаловажное преимущество услуг лазерной сварки в Москве — в их универсальности. Лазерный луч аккуратно и без рисков пережогов может соединить материалы, которые считаются сложными для обработки. Многие заказчики давно предпочитают лазерную сварку нержавейки в Москве пусть и более недорогой, но не всегда эффективной аргоновой. И, конечно, не знает себе равных по качеству такая работа, как лазерная сварка титана в Москве — металла, известного своей жесткостью и “неприступностью”. 
 

3d трехмерная лазерная сварка металла

В последнее время все большее распространение приобретает лазерная сварка на заказ в формате 3d. Современное роботизированное оборудование помогает формировать швы не в двух- а в трехмерной плоскости. Это универсальное решение для производителей мебели, бытовой техники, электроники, автомобилей и многих других вещей, без которых наша жизнь намного усложнилась бы.  
 

Описание технологии лазерной сварки

Суть лазерной сварки металла в Москве заключается в том, что края двух примыкающих друг к другу поверхностей расплавляются, а затем образуют надежное и герметичное сплавление. При этом работы проводятся локально, на очень небольшом участке, и нагрев материала происходит только в зоне обработки. Чтобы провести и лазерную точечную сварку, и соединение более крупных деталей, достаточно обычных атмосферных условий, в то время как некоторые другие разновидности сварки должны проводиться с вакуумной среде.  
 
Единственная сложность сварки лазером в том, что испаряющийся металл негативно воздействует на лазер: луч начинает преломляться, и шов может получиться неровным или негерметичным. Чтобы избежать этого, во время процесса рабочая зона насыщается гелием, минимизирующим эффект испарения.  
 

Экономичность лазерной сварки

Заказчикам, которым необходима лазерная сварка, Москва предоставляет большое количество преимуществ. Одно из самых существенных — это минимальные расходы. Лазерное сварочное оборудование — производительная техника, работающая в разы быстрее сварщика с обычным аппаратом. Представьте: луч способен за час “пройти” от ста до двухсот метров, что, конечно, намного выше возможностей электродуговой сварки. Кроме того, лазерное сварочное оборудование экономно потребляет электроэнергию и не требует использования сопутствующих материалов: флюса, электродов и т.п.  
 

Сфера применения лазерной сварки

Мы уже упоминали, что лазерная сварка металла — услуги в Москве — могут применяться и для мельчайших, и для крупногабаритных деталей. Хотя оптимальными для обработки все-таки считаются заготовки средних размеров. Но так как цену на эту услугу трудно назвать демократичной, к ней обращаются тогда, когда других вариантов нет — например, если требуется лазерная точечная сварка. 
 

Лазерная пайка — прекрасный способ вернуть изделиям прежний вид

Услуги лазерной сварки в Москве (в обиходе ее часто называют пайкой) используются не только для создания новых вещей, но и для того, чтобы вернуть утраченные функции старым. Вышедшая из строя микросхема электроники, “отлетевшая” дужка очков, отломленное крепление на любимых бусах или кулоне — казалось бы, всё это уже не поддается починке. Но лазерная сварка мелких деталей доказывает: невозможное возможно.  
 

3d трехмерная лазерная сварка применяется

для металлов, относящихся к категории свариваемых  Что касается 3d сварки, ее возможности столь же широки. Как и сварка изделий в двух плоскостях, она допускает соединение заготовок из разнородных материалов. При этом вероятность их деформации полностью исключается. Лазерный луч может добраться не только до открытых, но и до труднодоступных мест, что делает возможным соединение сложных деталей.  
 

Лазерная сварка выводов обмотки якоря с коллектором

Одной из специфических операций по лазерной сварке металла в Москве является работа над устройством статора. Каждый раз сварщику предстоит ответственная задача: спаять выводы обмотки якоря с двигателем, а конкретно, с его коллектором. Эту достаточно ювелирную операцию тоже рекомендуется выполнить при помощи лазерной сварки: токопроводящее соединение в этом случае получается более надежным.  
 

Изготовление датчиков давления с помощью

 лазерной сварки Лазерная сварка в Москве активно применяется в сборке электроники, в том числе датчиков высокого давления. При использовании обычных методик приборы часто грешат неточностью. Благодаря соединению частей датчика лазером допустимая погрешность составляет не более 0,04%. А диапазон рабочего давления, которое воспринимают эти устройства, намного возрастает.  
 

Лазерная сварка зубчатых колес 

Не менее успешно лазерная точечная сварка применяется и для работы с зубчатыми колесами — например, часовыми. Бывает, механизм часов настолько изнашивается, что у хрупких шестерней попросту истачиваются зубья. Если деталь редкая и ей трудно найти замену, можно произвести восстановление шестерни методом лазерной сварки (наплавки). Эта же технология применяется и для более габаритных зубчатых колес. Лазер помогает в проведении и еще одной операции — фиксации колеса на оси.  
 

Выбирайте профессиональные услуги лазерной сварки!

Мы описали только часть возможностей лазерной сварки металла — услуги в Москве. На самом деле их намного больше. И все операции, связанные с этим способом обработки деталей, уже сегодня готов предложить наш цех. Заказчики выбирают нас за:  
 

• неизменный профессионализм, 
• аккуратность,  
• четкое соблюдение сроков,  
• ответственность в исполнении любого заказа,  
• мягкую ценовую политику.  

 
Открывайте раздел “Стоимость”, знакомьтесь с нашими ценами и оформляйте заказ практически в пару кликов. Будем рады сотрудничеству с вами!  

Лазерная сварка изделий из нержавейки и нержавеющей стали

 

Нержавеющий металл принадлежит к классу высоколегированных сталей, благодаря своей устойчивости к появлению коррозий. Содержание главного легирующего компонента (хрома) в его составе колеблется от 12% до 30%. Помимо этого, в состав такой стали входят различные добавки, которые повышают ее прочность, устойчивость к коррозиям и других механических свойств. Данными компонентами является никель, молибден, титан и марганец. К тому же закалка стали позволяет улучшить ее физические характеристики.

Сварки изделий из нержавеющей стали представляет собой процесс соединения металлических частей в единое целое. Он осуществляется несколькими способами, но прежде чем с ними ознакомиться, стоит узнать какие факторы и характеристики влияют непосредственно свариваемость изделий.

Воздействующие факторы на процесс сварки изделий из нержавеющей стали

Сварка изделий нержавейки может осуществляться неполноценно, из-за таких факторов:

1. Повышенный коэффициент линейного расширения, которым обусловливается линейная усадка металла. Под влиянием этого фактора в процессе сварки металл может деформироваться. Также деформации металла могут возникать по завершению сварочных работ. Чтобы их предотвратить, важно не оставлять промежутка между соединительными конструкциями, иначе существует вероятность образования больших трещин.
2. Маленький показатель теплопроводности нержавейки (почти в два раза) по сравнению с низкоуглеродистым металлом. Это является причиной сильного нагрева, который приводит к расплавлению поверхностей, а именно на месте их скрепления. За счет данной характеристики сварка пищевой нержавеющей стали снижает силу тока на 15-20% по сравнению с показателем, свойственным для сваривания обычных металлов.
3. Снижение антикоррозийных характеристик нержавеющей стали в случае несоблюдения оптимального режима термообработки. Это обусловлено повышением температуры до 500 градусов посредством соединения карбида хрома и железа. Это явление называется межкристаллическая коррозия. Чтобы предотвратить её необходимо поливать поверхность прохладной водой.
4. Сильный нагрев. Чтобы предотвратить это явление необходимо применять электроды 30-35 см. (сварка нержавеющей стали электродами).

Способы сваривания нержавеющих металлов

На сегодняшний день существует несколько эффективных способов сварки нержавейки:

1. Холодная. Сваривание данным способом проводится под давлением, без применения плавления.
2. Лазерная сварка нержавейки (осуществляется с помощью сварочного лазера).
3. Шовная. Данный способ заключается в сваривании швов (контактная сварка нержавеющей стали).
4. Аргоновая (осуществляется с применением нержавеющей проволоки).
5. 5. Сварка электродом нержавейки стали (проводится электродами длиной до 35 см).

При выборе компании для сварки изделий из нержавейки стоит обращать внимание на репутации и отзывы организации, а также проверить квалификацию, допуски и разряды специалистов.

Лазерная сварка нержавеющих сталей

Материалы из нержавеющей стали используются в самых разных областях из-за их повышенной коррозионной стойкости, стойкости к высокотемпературному окислению или прочности. Уникальные свойства нержавеющей стали обусловлены добавлением в сталь легирующих элементов, в основном хрома и никеля. Обычно для производства нержавеющей стали требуется более 10% хрома.

Существует четыре основных сорта нержавеющей стали, которые обычно классифицируются в зависимости от свойств материала.Ниже перечислены рекомендации и требования к лазерной сварке для каждой марки.

1. Аустенитная нержавеющая сталь
   Нержавеющая сталь серии 300 обычно представляет собой аустенитную нержавеющую сталь. Эти нержавеющие стали используются там, где требуются коррозионная стойкость и прочность. Нержавеющие стали серии 300 находят широкое применение в нефтяной, транспортной, химической и энергетической отраслях. Эти нержавеющие стали особенно полезны в условиях высоких температур.Эта серия нержавеющей стали подходит как для импульсной, так и для непрерывной лазерной сварки.

   Лазерная сварка нержавеющей стали обеспечивает немного лучшую глубину проплавления и повышенную скорость сварки по сравнению с низкоуглеродистыми сталями из-за более низкой теплопроводности большинства аустенитных нержавеющих сталей. Более высокие скорости при лазерной сварке также имеют преимущество в снижении подверженности коррозии, вызванной выделением карбидов хрома на границах зерен. Осаждение карбидов хрома может происходить, когда во время сварочных процессов подводится слишком много тепла.

   Хорошо контролируемый и повторяемый подвод тепла от процесса лазерной сварки уменьшает ширину зоны термического влияния, тем самым уменьшая область, которая может быть подвержена точечной коррозии и коррозии в будущем.

   Дополнительным преимуществом лазерной сварки этих марок нержавеющей стали является снижение термической деформации и остаточных напряжений по сравнению с традиционными методами сварки. Это особенно важно для нержавеющих сталей, у которых тепловое расширение на 50% больше, чем у простых углеродистых сталей.

   ПРИМЕЧАНИЕ. Следует избегать использования сплавов для автоматической обработки, поскольку эти нержавеющие стали содержат серу, которая может привести к горячему растрескиванию во время лазерной сварки.

2. Ферритные нержавеющие стали
   Ферритные нержавеющие стали серии 400 обычно содержат очень мало никеля или совсем не содержат никеля и не обладают такой хорошей свариваемостью по сравнению с аустенитными марками. Лазерная сварка ферритных марок нержавеющей стали в некоторых случаях снижает ударную вязкость и коррозионную стойкость соединений.Снижение ударной вязкости частично связано с образованием крупных зерен в зоне термического влияния и образованием мартенсита, которое происходит у марок с более высоким содержанием углерода. Зона термического влияния может иметь более высокую твердость из-за высокой скорости охлаждения, что увеличивает хрупкость.
3. Мартенситная нержавеющая сталь
   Мартенситная нержавеющая сталь серии 400 более сложно поддается лазерной сварке, чем аустенитная и ферритная марки. Лазерная сварка высокоуглеродистых мартенситных марок (> 0.15% углерода) может сделать материал хрупким в зоне термического влияния. Если необходимо сваривать мартенситную нержавеющую сталь с содержанием углерода более 0,1%, то использование присадочного материала из аустенитной нержавеющей стали может улучшить ударную вязкость сварного шва и снизить склонность к растрескиванию, но не может снизить хрупкость в зоне термического влияния. Предварительный нагрев материала перед сваркой или отпуск материала при 650-750 ° C после лазерной сварки можно рассматривать как уменьшение хрупкости в зоне термического влияния.
4. Дуплексные нержавеющие стали
   Дуплексные нержавеющие стали представляют собой смесь аустенитно-ферритных нержавеющих сталей. Эти нержавеющие стали характеризуются двухфазной микроструктурой, содержащей аустенит и феррит. Как правило, объемные доли аустенита и феррита примерно равны. Основные легирующие элементы — хром, никель и молибден. Дуплексные нержавеющие стали обычно также легируют небольшим количеством азота. Дуплексный материал обычно хорошо сваривается.Из-за разнообразия доступных материалов рекомендуется провести тестирование перед окончательной доработкой дизайна.

Роль защитного газа при лазерной сварке нержавеющей стали

Защитный газ при сварке нержавеющей стали выполняет две важные функции. Во-первых, для защиты от чрезмерного окисления, а во-вторых, для уменьшения образования плазмы. Ограничение образования плазмы более важно при использовании CO2-лазера для сварки нержавеющей стали. Существует взаимодействие между длиной волны энергии CO2-лазера и ионизированным облаком газа над сварным швом, что снижает проникновение лазера и может повлиять на качество и повторяемость сварки.Сварка волоконным лазером, длина волны которого отличается от длины волны CO2, не подвержена образованию плазмы. Однако уровни мощности более 10 кВт могут вызвать обширное образование плазмы, что приведет к проблемам с качеством процесса и сварки.

Наиболее часто используемые покровные газы — гелий (He), аргон (Ar) и азот (N2). Защитный газ часто направляется и концентрируется на границе раздела лазер-материал с помощью вспомогательной трубки, направленной к задней кромке сварного шва, где материал еще горячий.

Защитный газ гелий наиболее подходит для лазерной сварки CO2 из-за его способности подавлять образование плазмы. Защитный газ гелий можно использовать при сварке нержавеющих сталей волоконным лазером. Однако из-за малой массы гелия скорости потока защитного газа обычно выше, чтобы обеспечить эффективную защиту от атмосферы, особенно для открытых или трехмерных компонентов. Более высокая скорость потока в сочетании с высокой стоимостью гелия делает более привлекательным использование менее дорогих газов, например аргона или азота.

Независимо от того, какой защитный газ используется, если поток газа слишком слабый, поверхность сварного шва будет обычно иметь сильно окисленную поверхность шва. Когда поток газа слишком велик, это вызывает чрезмерное подрезание сварного шва, пористость и нарушение сварного шва. При сквозной сварке нержавеющей стали также требуется защитный газ для получения приемлемой поверхности сварного шва нижнего валика (нижней стороны).

Примечание: как для верхнего, так и для нижнего валика азот не следует использовать в качестве защитного газа для сварки аустенитных нержавеющих сталей, легированных титаном и ниобием.В этом особом случае азот образует нитриды с титаном (Ti) и ниобием (Nb), так что остается меньше свободного титана и ниобия для предотвращения образования карбида хрома и коррозии.

В Prima Power Laserdyne была проведена серия экспериментов для определения того, что необходимо для получения полного проплавления сварного шва без ухудшения коррозии, окисления, механических свойств материала или появления дефектов (например, пористости, трещин и больших зон термического влияния) из-за к процессу сварки.В исследовании использовался диапазон параметров лазера и обработки:

• Средняя мощность (непрерывная волна и модулированный выход)
• Удельная мощность
• Защитные газы
• Положение фокуса относительно заготовки
• Модулируемые параметры (пиковая мощность, энергия импульса, частота импульсов и т. Д.
• Скорость сварки

В таблице 1 приведены различные типы защитных газов и скорости потока для различных марок нержавеющей стали при использовании волоконного лазера для процесса сварки.Использование этих скоростей потока и защитных газов может улучшить повторяемость и качество процесса сварки.

.

Марка стали	Верхний борт		Нижний борт		Комментарии
	Газ	Расход	Газ	Расход
300 серия	Ar N2	20-30 л / мин	Ar N2	4-6 л / мин	Используйте только Ar, легированный Ti и Nb
400 серия	Ar	20-30 л / мин	Ar	4-6 л / мин	Азот оказывает такое же действие, как углерод, при работе с ферритными нержавеющими сталями.Это увеличивает количество мартенсита в металле сварного шва и увеличивает хрупкость сварного шва.
Дуплекс	N2 N2 / Ar смесь N2 / He смесь	20-30 л / мин	N2	4-6 л / мин	Использование азота, смесей аргона с азотом или смесей гелия с азотом в качестве сварочных газов может увеличить содержание аустенита в сварном шве, поскольку поглощение азота металлом шва способствует образованию аустенита.Это улучшает механические и коррозионные свойства сварного шва
Таблица 1: Различные защитные газы, которые можно использовать для верхних и нижних валиков при лазерной сварке волоконными лазерами.

Пример качества и стабильности, которые могут быть достигнуты с помощью волоконного лазера для сварки нержавеющей стали, показан на рисунках ниже. На рисунках 1 и 2 показаны поперечные сечения типичного сварного шва внахлест с нержавеющей сталью 304.

Рисунок 1: Бусинка толщиной 5 мм на пластине; азотный защитный газ	Рисунок 2: 2x 1.Соединение внахлест 21 мм; азотный экран

Если вы рассматриваете возможность использования лазерной системы для нержавеющей стали, свяжитесь с нами по адресу [email protected]. Вам доступны обширные знания и опыт.

Если эта статья вызвала интерес…

Если вы нашли эту статью интересной, вы также можете прочитать следующие статьи от Prima Power Laserdyne.

Профили из нержавеющей стали, сваренные лазером, и их возможности

Лазерная сварка — хорошо зарекомендовавшая себя технология в автомобильной промышленности.Для изготовления профилей из нержавеющей стали он менее известен. Однако по сравнению с другими профили , сваренные лазерной сваркой, имеют интересные преимущества.

Профили, сваренные с помощью лазерной сварки — различия между несколькими лазерами

Технология в области лазерных приложений быстро развивается, и новые возможности открываются благодаря улучшенным машинам и их достижениям. Montanstahl предлагает профили с лазерной сваркой уже более 15 лет, тогда как процесс лазерной сварки уже давно применяется в автомобильной промышленности.
В настоящее время лазерная технология находит применение в основном в медицине и здравоохранении. Благодаря этому роботы выполняют операции, на которых лазеры вместо скальпелей выполняют точную и аккуратную резку.
Очень молодым приложением для лазерной технологии является 3D-печать стали или других металлов, например, титана.
Тем не менее, многие приложения и отрасли промышленности характеризуются по-разному, все области применения выигрывают от непрерывного дальнейшего развития и усовершенствования лазерной системы.

Профили из нержавеющей стали, сваренные лазером — неограниченные возможности

В Montanstahl тоже постоянно развивается. Резонаторы для генерации лазерных лучей — первоначально работавшие как первое поколение — несколько раз обновлялись новыми и более совершенными версиями. Помимо традиционных лазеров CO ₂ , используются новые дисковые лазеры для производства высококачественных профилей из нержавеющей стали.
Сначала мы производили профили только простой геометрии, такие как тройники из нержавеющей стали и балки.Компания Montanstahl систематически добавляла дополнительные профили, и сегодня уголки и U-образные профили из нержавеющей стали дополняют ассортимент конструкционных профилей из нержавеющей стали.
Поскольку лазерная сварка профилей Montanstahl вызвала большой энтузиазм на рынке, архитекторы даже начали указывать в своих проектах и ​​тендерах на отделку с острыми краями профили, сваренные лазером.

Профили с лазерной сваркой с острыми краями

Сегодня полые профили квадратного и прямоугольного сечения с острыми краями и отделкой Montanstahl (в основном изготавливаются из углеродистой стали) являются признанным стандартом в производстве навесных фасадов.
Только лазерная технология делает возможным такое исполнение, так как получаемый сварной шов очень мал и едва заметен.
Большинство профилей, сваренных лазерной сваркой, изготавливается из обычной аустенитной нержавеющей стали марок 304 / 304L и 316 / 316L, а также из 316Ti. Кроме того, для лазерной технологии применимы многие другие марки нержавеющей стали, такие как ферритная нержавеющая сталь , нержавеющая сталь Duplex , жаропрочная нержавеющая сталь или высоколегированная нержавеющая сталь, но не все марки совместимы с лазером.Например, мартенситные стали не подходят.

Специальные профили с лазерной сваркой на заводе Montanstahl

Montantsahl также предлагает лазерные сварочные аппараты, которые индивидуально разработаны и сконструированы для специальных профилей :

3D-лазерная сварка

3D-лазерная сварка — это технология, позволяющая сваривать огромные детали. Например, есть сложные гнутые детали с несколькими сварными швами. Эта технология также делает возможной сварку профилей переменного сечения .Этот высокотехнологичный лазерный станок может сваривать горячекатаные или экструдированные заготовки с профилями новой сложной формы, которые в противном случае были бы невозможны.

Кроме того, к роботу с 5-осевым лазером можно подключить процесс GMAW (газовая дуговая сварка). Благодаря этому возможна и гибридная сварка. Этот комбинированный метод сварки ставит GMAW перед лазерной сваркой, что дает некоторые преимущества:

• Возможна лазерная сварка профилей из дуплексной нержавеющей стали без снижения коррозионной стойкости
• Возможна лазерная сварка различного сырья и их комбинаций (например, горячекатаные и экструдированные профили можно сваривать вместе
• Обход нулевого зазора (возможные зазоры между полуфабрикатом будут закрыты присадочным металлом)

Лазер малой ударной силы

Еще одна лазерная установка на Montanstahl — это лазер с малым ударным воздействием. Это специальный аппарат для диапазона малых мощностей, позволяющий сваривать небольшие и тонкие профили с минимальной деформацией. Этот тип лазера также выполняет сварку без образования брызг при сварке. Montanstahl использует это преимущество для приваривания предварительно отполированных металлических полос к эстетичным профилям с высококачественными поверхностями, не повреждая их.

Профили с лазерной сваркой — значительные преимущества

У лазерной технологии есть некоторые преимущества по сравнению с другими при производстве профилей из нержавеющей стали:

Лазерная сварка vs.Сварка GMAW

• меньше искажений
• более жесткие допуски
• выше производительность
• сварных швов меньшего размера

Сравнение лазерной сварки с горячей прокаткой

• значительно более жесткие допуски
• без минимального количества
• гибкость конструкции
• больший размерный ряд

Сравнение лазерной сварки с горячей экструзией

• значительно более жесткие допуски
• выше производительность
• более высокое качество поверхности
• больший размерный ряд

В будущем лазерная сварка также будет играть ключевую роль в производстве высококачественных профилей.Сегодня профили из нержавеющей стали, сваренные лазерной сваркой, уже предпочтительнее более дешевых горячекатаных альтернатив из-за соображений качества. Более высокая точность , обеспечиваемая лазерной технологией, делает возможной более быструю и легкую обработку и установку профилей из нержавеющей стали.

EB и лазерная сварка нержавеющей стали | Сварка плавлением нержавеющей стали

Для ответственных процессов соединения, требующих очень высокого качества сварных швов, точного проплавления, улучшенных механических свойств и минимальной деформации деталей, обычные процессы сварки плавлением (дуговой), такие как сварка TIG и MIG, часто не могут удовлетворить эти требования.Недостатки этих более традиционных процессов — высокое тепловложение, необходимость многократных проходов в более толстых соединениях, склонность к чрезмерной деформации, повышенное остаточное напряжение и ограничения скорости сварки — хорошо известны.

Технология

Energy Beam — электронный луч или лазерный луч — сглаживает многие из вышеупомянутых недостатков и десятилетиями использовалась для получения высококачественных и высокопрочных сварных швов большинства марок сплавов нержавеющей стали.

На простоту сварки нержавеющей стали электронно-лучевой или лазерной сваркой в ​​значительной степени влияет конкретная марка используемой нержавеющей стали.

Аустенитная нержавеющая сталь (обозначаемая как 18-8, также известная как серия 300) легче всего поддается сварке электронными лучами или лазером, и полученные сварные швы имеют прочностные свойства, аналогичные прочностным характеристикам основного металла (не подвергнутые холодной обработке). Следует избегать свободно обрабатываемых марок, в которые добавлены сера, селен, свинец и / или медь. Эти добавленные материалы приводят к образованию соединений с низкой температурой плавления на границах зерен с повышенным риском образования горячих трещин во время сварки.

Также можно сваривать нержавеющую сталь марки

(обычная марка 410).Однако при охлаждении зона термического влияния (HAZ) и зона плавления (FZ) трансформируются в узкую полосу высокой твердости, демонстрирующую более высокий риск растрескивания и пониженную пластичность из-за холодной деформации. В некоторых применениях предварительный нагрев перед сваркой и термообработка после сварки могут смягчить эти условия.

Ферритные марки нержавеющих сталей (обычные марки 430/405) сложнее сваривать, чем аустенитные серии 300. Это связано с меньшим количеством никеля по сравнению с аустенитными марками.При сварке ферритной нержавеющей стали происходит рост зерна в зоне термического влияния (HAZ). Это явление возникает из-за высокой пиковой температуры в узкой области, непосредственно примыкающей к сварному шву, и способствует снижению пластичности и повышенной хрупкости. Этого можно избежать, используя стабилизированные ферритные сорта, в которых незначительные добавки ниобия, титана и циркония образуют выделения, препятствующие росту зерен.

Дуплексные нержавеющие стали содержат более высокое содержание хрома (20–28%), более высокое содержание молибдена (до 5%), низкое содержание никеля (до 9%) и 0.05–0,50% азота по сравнению с более известными марками аустенитной нержавеющей стали. Эти нержавеющие стали характеризуются двухфазной микроструктурой, содержащей примерно равные объемные доли аустенита и феррита. Как и серия 300, доступны различные марки Duplex. Дуплексный материал обычно поддается сварке. Однако при сварке в условиях вакуума в EB-камере может наблюдаться снижение процентного содержания азота, что может привести к некоторому ухудшению механических свойств по сравнению с уровнями основного металла.Это необходимо оценить во время квалификационных испытаний процедуры сварки. Сварка с помощью лазерного луча не требует вакуума, и при необходимости можно использовать подходящим образом легированную сварочную присадочную проволоку для достижения критических уровней легирующего элемента в зоне сварного шва.

Нержавеющая сталь с дисперсионной закалкой обеспечивает сочетание свойств мартенситных и аустенитных марок. Подобно мартенситным сортам, они обладают высокой прочностью благодаря термообработке, а также коррозионной стойкостью аустенитной нержавеющей стали.Наиболее известная сталь с дисперсионным упрочнением — 17-4 PH. Название происходит от добавок 17% хрома и 4% никеля. Он также содержит 4% меди и 0,3% ниобия. 17-4 PH также известна как нержавеющая сталь марки 630. Преимущество сталей с дисперсионным твердением состоит в том, что они могут поставляться в легко поддающемся механической обработке, «обработанном на твердый раствор» состоянии. После механической обработки можно применить однократную низкотемпературную термообработку для повышения прочности стали. Это называется старением или старением.Поскольку это выполняется при низкой температуре, компонент не деформируется.

Технический персонал EB Industries включает в себя сварщика-металлурга с опытом нескольких десятилетий, работающего со всеми сортами сварной нержавеющей стали, и может оказать поддержку вашему конструкторскому и инженерному персоналу в выборе материала, конструкции стыков, оснастки и разработки параметров сварных швов, которые Свинец со стабильными высококачественными сварными швами.

Современная лазерная сварка — Сварка

Лазерная сварка — одно из старейших применений промышленной лазерной обработки материалов.

В большинстве ранних применений лазеры обеспечивали более качественные сварные швы и повышали производительность. Часто это было дешевле по сравнению с другими процессами соединения, даже несмотря на то, что свариваемые детали изначально были спроектированы на основе другого процесса соединения.

Однако многое изменилось с тех пор, как появилась лазерная сварка. Для начала изменились классы лазеров. Лазерные источники теперь имеют более высокую мощность, другие длины волн и более широкий диапазон импульсных способностей.Добавьте к этому новые разработки в области доставки луча, аппаратного и программного обеспечения для управления станком, датчиков процесса и лучшего понимания процесса лазерной сварки.

Инженеры-конструкторы изучили возможности лазерной сварки и разрабатывают продукты, в которых используются уникальные преимущества лазерной сварки. К ним относятся низкое тепловложение, узкие зоны плавления и термического влияния, а также отличные механические свойства материалов, которые ранее было трудно сваривать с использованием процессов, которые обеспечивают большее тепловложение для детали.

В результате получаются более прочные и более привлекательные с косметической точки зрения сварные швы. А лазерная сварка требует гораздо меньше времени на настройку и может быть автоматизирована, что снижает стоимость продукции.

Все это еще больше расширило возможности лазерной сварки для новых конструкций изделий, особенно в последние несколько лет.

Вдохновляющий дизайн продукта

Предыдущие поколения лазерных источников, включая стержневые лазеры на Nd: YAG (импульсные и непрерывные) и CO ₂ , были ограничены в сварочных применениях из-за длины волны, низкой средней мощности или ограниченного отклика на высокоскоростное управление.

Все это изменилось с появлением мощных волоконных лазеров непрерывного и квазинепрерывного действия с длиной волны в ближнем инфракрасном диапазоне и возможностью управления с высокой скоростью и высоким разрешением. Таким образом, производители волоконных лазерных систем разработали новое оборудование, которое делает возможным применение новых продуктов.

Еще одна разработка — многоцелевая волоконная лазерная система. Сегодняшние лазерные машины более универсальны, чем были в прошлом. В настоящее время эти системы обычно выполняют несколько лазерных операций, включая резку, сварку, сверление и маркировку, с использованием одного станка для обработки одной детали или семейства деталей.

Поскольку управление технологическим процессом более точное, диапазон технологических параметров шире. Дополнительный контроль обеспечивает еще большие возможности для лазерной сварки разнородных материалов.

Добавочный материал

Автогенная сварка: Материалы соединяются без добавления дополнительных материалов, что требует высочайшего уровня фиксации и подготовки шва. Поскольку материал не добавляется, необходимо, чтобы свариваемые материалы оставались в тесном контакте во время процесса сварки.Любое значительное разделение материалов может привести к неприемлемому профилю сварного шва или полному разрушению сварного соединения.

Крепеж, обеспечивающий равномерную посадку сварного шва, является ключом к успешной автогенной сварке. Важным преимуществом является исключительный косметический внешний вид сварных швов. В некоторых случаях эти сварные швы почти идеально сочетаются с окружающим материалом. В зависимости от крепления и подгонки соединения некоторые сварные швы могут иметь небольшую вогнутость (что может быть неприемлемо для конструкций изделий, требующих усталостных свойств, аналогичных свойствам основного материала) или выпуклости.

Аддитивная сварка: Материал добавляется к сварному шву, как правило, в виде металлической проволоки или порошка. Три причины для добавления материала к сварному шву:

Подгонка стыка: При добавлении дополнительного материала стык становится более устойчивым к несовпадению стыков. Приемлемые сварные швы могут быть получены из стыков с неидеальной подгонкой.

Геометрия сварного шва: Добавление присадочного металла используется для контроля формы и размера сварного шва. Сохранение гребня (выпуклой поверхности сварного шва) создает усиление, которое важно для соединений, требующих механической прочности и усталостной прочности в общих проектных характеристиках продукта.

Разнородные металлы: Присадочный металл добавляется для облегчения сварки разнородных металлов и сплавов, которые в остальном металлургически несовместимы.

Добавление проволоки или порошка к сварному шву создает дополнительные управляющие переменные. Существуют приложения, в которых микроструктура металла значительна.

Следовательно, перед выбором класса сварного шва необходима тщательная оценка. Примером может служить нержавеющая сталь серии 300, для которой требуется меньшее тепловложение для уменьшения деформации сварных швов.Это делает сварку волоконным лазером предпочтительным процессом для сварки тонких металлов, таких как нержавеющая сталь.

В других случаях сварочный процесс требует добавления присадочного металла для контроля микроструктуры сварного соединения. В частности, сварные швы из разнородных металлов или комбинаций сплавов, которые склонны к растрескиванию из-за образования хрупких интерметаллических соединений, могут быть сделаны свариваемыми. Это достигается за счет добавления сплава, который обеспечивает состав металла сварного шва с лучшими механическими свойствами.

Сварка волоконным лазером успешно применяется во многих отраслях промышленности с использованием различных металлов, форм, размеров и объемов компонентов. Ниже приводятся отраслевые примеры.

Сварочный аккумулятор

Все более широкое применение литиевых батарей в электромобилях и многих электронных устройствах означает, что в конструкции изделий используется сварка волоконным лазером. Компоненты, по которым проходит электрический ток, произведенный из меди или алюминиевых сплавов, соединяются с выводами с помощью сварки волоконным лазером для соединения ряда ячеек в батарее.

Алюминиевые сплавы, обычно серии 3000, и чистая медь свариваются лазером для создания электрического контакта с положительными и отрицательными клеммами аккумулятора. Полный спектр материалов и комбинаций материалов, используемых в батареях, которые являются кандидатами для новых процессов сварки волоконным лазером, включает те, что показаны на рис. 1.

Соединения внахлест, стыковые и угловые сварные швы обеспечивают различные соединения внутри батареи. Лазерная сварка материала вывода к отрицательной и положительной клеммам создает электрический контакт блока.Заключительный этап сварки сборки электролизера — герметизация швов алюминиевых банок — создает барьер для внутреннего электролита.

Поскольку ожидается, что аккумулятор будет надежно работать в течение 10 и более лет, эти лазерные сварочные швы неизменно высокого качества. Итог: при использовании правильного оборудования и процесса для волоконной лазерной сварки доказано, что лазерная сварка обеспечивает неизменно высокое качество сварных швов алюминиевых сплавов серии 3000, которые имеют соединения в соединениях разнородных металлов.

Прецизионная сварка на станке

Уплотнения, используемые на судах и химических нефтеперерабатывающих заводах, а также для фармацевтического производства, изначально были сварены методом TIG.Поскольку эти компоненты используются в чувствительных средах, эти компоненты подвергаются прецизионной механической обработке и шлифовке из жаропрочного и химически стойкого сплава на основе никеля. Размеры лотов обычно небольшие, а количество установок велико.

Сборка этих компонентов была улучшена за счет сварки волоконным лазером. Обоснование замены более раннего процесса роботизированной дуговой сварки сваркой волоконным лазером с использованием четырехосевого станка с декартовой системой координат включает в себя неизменно более высокое качество лазерных сварных швов, простоту перехода от одной конфигурации компонентов к другой, сокращая время настройки, а также повышенную производительность и меньшее количество сборки. затрат за счет автоматизации процесса лазерной сварки на четырехосном лазерном станке с ЧПУ.

Герметичная сварка

Герметичная электроника в медицинских устройствах, таких как кардиостимуляторы и другие электронные продукты, сделала сварку волоконным лазером предпочтительным процессом для приложений, требующих высочайшей надежности (см. Рис. 2). Недавний прогресс в процессе герметичной сварки позволил решить проблемы, связанные с лазерной сваркой и конечной точкой сварного шва, критической точкой при завершении герметичного уплотнения.

Предыдущие методы лазерной сварки приводили к появлению впадины в конечной точке, когда лазерный луч выключен, даже при снижении мощности лазера.Усовершенствованное управление лазерным лучом устраняет углубления в тонких и глубоких сварных швах. Результатом является стабильная геометрия и отсутствие пористости в конечной точке с улучшенным косметическим внешним видом и более надежной герметичностью.

Аэрокосмическая сварка

Волоконная лазерная сварка аэрокосмических сплавов на основе никеля и титана требует контроля геометрии сварного шва и микроструктуры сварного шва, включая минимизацию пористости и контроль размера зерна. Во многих аэрокосмических приложениях усталостные свойства сварного шва являются критическими критериями проектирования.По этой причине инженеры-конструкторы почти всегда указывают, что сварные поверхности должны быть выпуклыми или слегка выпуклыми, чтобы обеспечить усиление сварного шва.

Для этого используется диаметр 1,2 мм. присадочная проволока используется в автоматизированном процессе. Добавление присадочной проволоки к стыковому соединению приводит к равномерному гребню на верхнем и нижнем сварном шве. Выбор сплава проволоки также влияет на механические свойства сварного шва, обеспечивая прочную микроструктуру сварного шва.

Сварка волоконным лазером высокотемпературных компонентов аэрокосмической отрасли на основе никеля обеспечивает прочное и прочное соединение. Сварные швы, соответствующие требованиям к геометрии и качеству для аэрокосмической техники, легко производятся.

Сварка разнородных металлов

Возможность создавать изделия из различных металлов и сплавов значительно увеличивает гибкость конструкции и производства. Оптимизация свойств готового продукта, таких как коррозионная, износостойкость и термостойкость, при одновременном управлении его стоимостью, является распространенной мотивацией для сварки разнородных металлов.

Соединение нержавеющей стали и оцинкованной (гальванизированной) стали является одним из примеров. Благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и нержавеющая сталь 304, и углеродистая сталь с цинковым покрытием нашли широкое применение в таких разнообразных сферах, как кухонная техника и авиационные компоненты.

Этот процесс представляет некоторые особые проблемы, особенно потому, что цинковое покрытие может создавать серьезные проблемы с пористостью сварного шва. Во время процесса сварки энергия, плавящая сталь и нержавеющую сталь, испаряет цинк при температуре примерно 900 ° C, что значительно ниже точки плавления нержавеющей стали.

Низкая точка кипения (испарения) цинка приводит к образованию пара во время процесса сварки в замочную скважину. Пытаясь уйти из расплавленного металла, пары цинка могут попасть в затвердевающую сварочную ванну, что приведет к чрезмерной пористости сварного шва. В некоторых случаях пары цинка улетучиваются по мере затвердевания металла, создавая раковины или шероховатость поверхности сварного шва.

При правильном проектировании швов и выборе параметров лазерного процесса можно легко произвести косметические и механически надежные сварные швы.Верхняя и нижняя поверхности сварного шва внахлест из нержавеющей стали 304 толщиной 0,6 мм и стали с цинковым покрытием толщиной 0,5 мм не имеют трещин, пористости или раковин (см. Рисунок 3).

Решения на стадии разработки

Учитывая множество применений на протяжении многих лет, лазерную сварку больше нельзя считать нетрадиционной. Благодаря волоконной лазерной сварке новые продукты можно найти повсюду — в электронных корпусах, медицинских устройствах, автомобилях, самолетах, а также в технологическом оборудовании и датчиках.Список почти бесконечен. Большинство ранее существовавших ограничений лазерной сварки больше не существует или их легко преодолеть.

Хотя поначалу сварка волоконным лазером может показаться устрашающей, она неоднократно демонстрировала возможность создания новых продуктов со значительным улучшением стоимости, качества и производительности. Поставщики лазерных систем с доступным инженерно-техническим персоналом теперь предоставляют решения «под ключ». Это включает в себя не только машину, но и приспособления и легко обучаемые методы обработки.

Prima Power Laserdyne

Лазерная сварка 101

Фармацевтическая и пищевая среды требуют безупречного качества

Для санитарных применений, таких как фармацевтика и пищевая промышленность, очень важно, чтобы область сварного шва не могла улавливать загрязняющие вещества. Узкий сварной шов с глубоким проваром, используемый при лазерной сварке, сводит к минимуму вероятность загрязнения

United Industries инвестировала в лучшую доступную технологию, чтобы предложить трубки из нержавеющей стали 1/2 «- 6» для фармацевтической промышленности. и пищевая промышленность, которая превосходит сварку TIG и другие лазерные швы.Предлагаем широкий ассортимент продукции в различных нержавеющих сталях. Мы придерживаемся самых высоких отраслевых стандартов:

• Полностью соответствует требованиям 3A, BPE, ASME и ASTM или применимым спецификациям заказчика
• Соответствует стандартам ISO 9001: 2000, ISO / TS 16949: 2009 Зарегистрированная система менеджмента качества (RQMS)

Требования к химическому составу ASTM (макс.)

ЭЛЕМЕНТЫ	304L	T316L
(C) Углерод, макс.	0.030	0,030
(Mn) Марганец, макс.	2.000	2.000
(P) Фосфор, макс.	0,045	0,045
(S) сера, A270-S2	НЕТ	0,005-0,17
(Si) Кремний, макс.	0,750	0.750
(Ni) Никель	8,0–12,0	10,0-14,0
(Cr) Хром	18,0-20,0	16,0-18,0
(Mo) Молибден	НЕТ	2,0–3,0

Механические испытания

United Industries выполняет все необходимые испытания ASTM A270 / A1016. Кроме того, мы также выполняем развальцовку, развальцовку, отбортовку, и испытания на обратный изгиб.Шероховатость поверхности измеряется в соответствии с требованиями ASME / ANSI B46.1. Эти измерения получены из четырех (4) отсчетов, снятых на поперечных сечениях, разнесенных на 90 градусов.

Фармацевтическая отделка

Фармацевтический препарат A270-S2 ASME BPE:

• SF1 (механическая полировка) 20Ra макс. (0,5 мкм) ID, 32Ra макс. (0,8 мкм) OD
• SF4 (Электрополировка) 15Ra макс. (0,4 мкм), 32Ra макс. (0,8 мкм) OD

Санитарная отделка

• Санитарный A270 (3A) Сертификат TPV: светлый отжиг, только внутренний диаметр, только внешний диаметр, внутренний диаметр и внешний диаметр
• Механическая полировка = 32 Ra OD, 20 Ra ID.

Все трубы с механической полировкой соответствуют стандартам A270, 3A, A270-S2, ASME BPE или превосходят их.

Диодная лазерная сварка нержавеющей стали 304L

Реферат

Изучена возможность сварки нержавеющей стали с глубоким проплавлением с использованием диодного лазера Laserline ^® мощностью 15 кВт. Для этого сначала нужно было определить характеристики сварных швов, полученных методом плавления, на пластинах из нержавеющей стали 304L, а затем перенести полученные знания на выполнение стыковых швов.

Результаты анализа цикла плавки показали, что наблюдалось увеличение проплавления и ширины сварного шва с увеличением количества тепла, т.е. е. с увеличением мощности лазера (9–15 кВт) или уменьшением скорости сварки (3 м / мин – 1 м / мин). Достигнута глубина проплавления плавки до 12 мм. Было показано, что повышенная скорость сварки приводит к уменьшению зерна затвердевания и размера субзерен. Трещины вдоль осевой линии шва наблюдались при более высоких тепловложениях и проседания на венцах при более низких.Хорошие сварные швы плавки были получены при мощности лазера 9–13 кВт и скорости сварки 1,5 м / мин.

Стыковая сварка листов толщиной 10 мм была успешно выполнена с полным проплавлением по длине сварного шва при мощности лазера 12 кВт и скорости сварки 1,5 м / мин. Свойства сварного шва были сопоставимы со свойствами соответствующих сварных швов, полученных плавлением, с использованием аналогичного набора параметров мощности лазера и скорости сварки. Никаких вредных подповерхностных дефектов зарегистрировано не было, только наличие незначительной пористости.Наблюдалось окисление на поверхности крышки и опускание к концу сварочного шва.

Было продемонстрировано, что мощные диодные лазеры способны выполнять сварку с глубоким проплавлением. Была достигнута сварка в режиме «замочная скважина», а свойства сварного шва сопоставимы со свойствами других сварочных процессов с высокой плотностью энергии. Для сварки пластин толщиной 10 мм результаты показали, что более экономичные диодные лазеры высокой мощности могут стать конкурентом другим системам лазерного луча, которые могут быть более дорогими как в закупке, так и в эксплуатации.

Ключевые слова

Диодный лазер

Лазерная сварка

Нержавеющая сталь 304L

Анализ лазерного луча

Сварка ключевых отверстий

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2016 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

(PDF) Лазерная сварка нержавеющей стали

GTAW, Международный журнал инженерных исследований

и приложений (IJERA) 2/3 (2012) 2525-2530.

[8] Z. Tian, ​​Y. Peng, L. Zhao, H. Xiao, Ch. Ма, Исследование свариваемости

нержавеющей стали с высоким содержанием азота, в: Y.

Weng, H. Dong, Y. Gan (Eds.), Advanced Steels,

Springer, Berlin, Heidelberg, 465-473.

[9] A. Lisiecki, A. Kurc-Lisiecka, Автоматическая лазерная сварка

нержавеющей стали AISI 304 дисковым лазером, Архив

Металлургия и материалы 63/4 (2018) 1663-1672. DOI:

https: // doi.org / 10.24425 / amm.2018. 125091

[10] Л. Ли, Достижения и характеристики высокомощного диодного лазера

Обработка материалов, Оптика и лазер

Машиностроение 34 / 4-6 (2000) 231-253. DOI:

https://doi.org/10.1016/S0143-8166(00)00066-X

[11] A. Lisiecki, R. Burdzik, G. Siwiec, à. Konieczny, J.

Warczek, P. FolĊga, B. Oleksiak, Дисковая лазерная сварка стальных листов с цинковым покрытием

кузова автомобиля, Архив

Металлургия и материалы 60/4 (2015) 2913-2922.DOI:

https://doi.org/10.1515/amm-2015-0465

[12] А. Курц-Лисецка, А. Лисецки, Лазерная сварка новой высокопрочной стали марки

из улучшенной высокопрочной стали Domex 960,

Технологии / Материалы и технологии

51/2 (2017) 199-204. DOI:

https://doi.org/10.17222/mit.2015.158

[13] А. Курц-Лисецка, Ударная вязкость сварных лазерной сваркой стыковых соединений

новой марки стали Strenx 1100MC,

Материалы в Технологии / Материалы и технологии

51/4 (2017) 643-649.DOI:

https://doi.org/10.17222/mit.2016.234

[14] К. Манонмани, К.Н. Муруган, Г. Буванасекаран,

Влияние параметров процесса на геометрию валика

листов нержавеющей стали, сваренных встык, сваренных лазерным лучом,

International Journal of Advanced Manufacturing

Technology 32 (2007) 1125-1133. DOI:

https://doi.org/10.1007/s00170-006-0432-7

[15] Г. Москаль, А. Грабовски, А. Лисецки, Лазерный переплав

силицидных покрытий на Мо и сплаве ТЗМ. , Твердое тело

Явления 226 (2015) 121-126.DOI:

https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.226.121

[16] R. Burdzik, T. WĊgrzyn, à. Konieczny, A. Lisiecki,

Исследование влияния усталостного повреждения металла внутреннего кольца подшипника

на вибрацию в различных частотах

, Архив металлургии и материалов 59/4

(2014) 1275-1281. DOI: https://doi.org/10.2478/amm-

2014-0218

[17] А. Лисецки, Д. Слизак, А. Кукофка, Роботизированное волокно

Лазерная наплавка стальной основы металлической матрицей

Композитный порошок в криогенных условиях, материалы

Характеристики и характеристики 8/6 (2019) 1214-

1225.DOI: https://doi.org/10.1520/MPC201

[18] О.И. Балицкий, В. Похмурский, М. Тихан, Лазер

Обработка плазменных покрытий, Советское материаловедение

27/1 (1991) 51-55.

[19] А. Лисецки, Сварка титанового сплава различными типами лазеров

, Архив материаловедения и

Engineering 58 (2012) 209-218.

[20] О.И. Балицкий, И.Ф. Костюк, Прочность сварных соединений

Cr-Mn сталей с повышенным содержанием азота в водородсодержащих средах

, Материаловедение, 45

(2009) 97-107.DOI: https://doi.org/10.1007/s11003-

009-9166-7

[21] A. Lisiecki, Исследование оптических свойств поверхностных слоев

, полученных лазерным плавлением поверхности и лазерным азотированием поверхности

титанового сплава, Материалы 12 (2019) 3112.

DOI: https://doi.org/10.3390/ma12193112

[22] OI Балицкий, И.Ф. Костюк, О.А. Крохмальный,

Физико-механическая неоднородность сварных соединений высокоазотистых хромомарганцевых сталей

и их коррозия

, Автоматическая сварка 2 (2003) 28-31.

[23] А. Курц-Лисецка, А. Лисецки, Гибридный лазер-GMA

Сварка высокопрочных сталей, материалов

Характеристики и характеристики 8/4 (2019) 614-625.

DOI: https://doi.org/10.1520/MPC201

[24] А.

Share This Post  : 

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт