Что нужно знать о лазерной сварке?

Лазерная сварка — один из самых современных методов сварки, он не уступает передовым сварочным процессам, в том числе электронной сварке. Процесс сварки отличается очень высокой производительностью и возможностью комбинирования различных форм во всех положениях сварки, что повышает эффективность производственных процессов.

Процесс лазерной сварки заключается в сплавлении области контакта соединенных объектов с теплом, полученным в результате попадания в эту область концентрированного луча когерентного света с очень высокой плотностью мощности.

Создание сварочной ванны

С полным переплавом шва за один проход или в несколько слоев с дополнительным материалом или без него. Очень высокая плотность мощности лазерного луча обеспечивает очень низкую энергию линии сварки, энергию, необходимую для расплавления соединения, а также очень узкую HAZ и зону плавления. Деформация стыков настолько мала, что после сварки не требуется никакой механической обработки. Лазер — это усиление света с помощью вынужденного излучения.

Параметры лазерной сварки:

  1. Мощность непрерывного лазерного луча в [кВт];
  2. Энергия импульса лазерного излучения в [кДж], его продолжительность в [мс] и частота повторения при импульсной сварке в [Гц];
  3. Скорость сварки в [м/мин];
  4. Длина фокуса лазерного луча в [мм];
  5. Среднее значение лазерного луча в [мм];
  6. Расположение фокуса лазерного луча по отношению к разъему в [мм];
  7. Тип и расход защитного газа в л/мин.

Мощность луча

Продолжительность луча лазера влияет на глубину проплавления стыка. Превышение определенного количества мощности для данного типа материала и толщины свариваемого материала сначала вызывает образование пузырьков в сварном шве, а затем вогнутости и неровности поверхности до тех пор, пока металл не вытечет из сетки.

Скорость сварки

Увеличение скорости сварки при постоянной мощности луча снижает глубину проплавления. При этом сустав становится более узким, а очертание линии слияния меняется с овального на грибовидное. Когда скорость сварки слишком высока металл плавится и затвердевает слишком быстро и не успевает расплавиться и сплавиться. Слишком низкая скорость сварки приводит к значительному увеличению ширины сварного шва и в то же время может появиться пористость, аналогичная чрезмерной мощности лазерного луча.

Луч лазерного света

Необходимо сфокусировать до небольшого диаметра с помощью специальной оптики, чтобы получить высокую плотность мощности, необходимую в процессе лазерной сварки. Эти диаметры находятся в диапазоне 0,04–2,0 [мм]. Средний луч составляет около 0,3-0,4 [мм] (телескоп Кассегрена).

Фокусное расстояние луча

Глубина фокуса лазерного луча, в свою очередь, прямо пропорциональна фокусному расстоянию. Длина фокальной точки порядка 38-75 [мм] обеспечивает большую глубину повторного слияния, во многом зависит от точности поддержания постоянного фокального положения. Увеличение длины луча с 125 до 2500 [мм] позволяет увеличить допуск системы, направляющей лазерный луч вдоль линии сварки, и изменить расстояние между соплом и свариваемым объектом.