ООО "ОКБ "БУЛАТ" Лазерное оборудование и технологии

версия для печати

Лазерная импульсная сварка

Лазерной сваркой называют технологический процесс получения неразъемного соединения частей изделия путем местного расплавления металлов по примыкающим поверхностям. В качестве источника нагрева используют концентрированный поток излучения лазера. В результате плавления и кристаллизации возникает прочное сцепление (сварной шов), основанное на межатомном взаимодействии. 

Особенностью лазерной сварки является широкий диапазон варьирования режимов, обеспечивающих не только возможность сварки различных материалов толщиной от нескольких микрон до десятков миллиметров, но и осуществление принципиально различных механизмов проплавления. В соответствии с этим, сварку подразделяют на две основные группы: сварку малых толщин и сварку с глубоким проплавлением.

лазерная сварка лазерная импульсная сварка

К первой группе технологических признаков относятся способы, используемые для сварки материалов малых толщин, т. е. толщиной менее 1 мм. Принципиальным отличием этих способов является сварка при режимах, обеспечивающих только плавление материала без его интенсивного испарения. В этом случае применяют как непрерывный, так и импульсный режим излучения.

Материалы малых толщин можно сваривать непрерывными швами и отдельными точками. При непрерывном излучении используют шовную сварку, а при импульсном – как шовную, так и точечную. Шов в данном случае формируется как перекрытие отдельно действующих точек, его сплошность зависит от степени перекрытия.

При технологической необходимости для прекрытия зазора, исправления дефектов, дополнительного легирования и других целей может быть применена сварка с присадкой. Диаметр присадочной проволоки должен быть менее 1 мм, она должна направляться в зону сварки с отклонением не более 0.1 мм. В отдельных случаях возможно использоваие присадочного порошка. В большинстве случаев сварку осуществляют без присадки, при необходимости делают отбортовку кромок. Для получения высококачественных швов и точечных соединений, особенно на таких активных материалах, как титан, ниобий, молибден и другие, необходима защита шва от окисления. При лазерной импульсной сварке низколегированных деталей защиту можно не применять, что упрощает технологию и экономит инертные газы.

При сварке деталей малых толщин применяют как автоматическую, так и ручную сварку. В последнем случае деталь перемещается вручную, что бывает технологически удобно при получении прецизионных соединений в труднодоступных местах. При использовании световода деталь может быть неподвижна, а рукой перемещают лазерную сварочную головку.

Под лазерной импульсной сваркой с глубоким проплавлением понимается сварка материала толщиной более 1 мм. Процесс можно проводить как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режиме излучения лазера. Сварка с глубоким проплавлением в импульсно-периодическом режиме отличается более высокой энергетической эффективностью проплавления по сравнению с непрерывным режимом сварки. Однако скорость сварки в этом случае на порядок меньше. В большинстве случаев сварку с глубоким проплавлением осуществлют без использования присадочной проволоки, однако при необходимости легирования или снижения требований при сборке применяют сварку с присадкой.

Практически во всех случаях сварка осуществляется с защитой шва от окисления. Защитные среды и средства защиты весьма разнообразны. Качество защиты в значительной степени влияет на эффективность проплавления и свойства сварных соединений.

В зависимости от конструкции свариваемых изделий, технологических требований и ряда других факторов возможно проведение сварки со сквозным проплавлением и без сквозного проплавления. Сквозное проплавление находит более широкое применение при сварке листовых нагруженных конструкций, а несквозное проплавление часто используют для герметизации или для соединения тонких деталей с массивными. При необходимости возможна двусторонняя сварка при несквозном проплавлении каждого прохода. 

 
Экономические признаки.
 
При проектировании или внедрении того или иного технологического процесса для интенсификации производства в современных условиях требуется учет ряда экономических показателей. Лазерная сварка характеризуется несколькими существенными экономическими признаками, от которых зависит эффективность рассматриваемых методов.
 
·        Высокая производительность процесса;
·         Экономия энергозатрат;
·         Экономия материала;
·         Локальность обработки;
·        Возможность сварки в труднодоступных местах;
·        Снижения количества брака в свариваемых изделиях.
 
  

Отличительные признаки

Способы сварки

 

Сварка малых толщин

(δ ≤ 1 мм)

Сварка с глубоким проплавлением

(δ ≥ 1 мм)

Характер нагрева

Непрерывный

Импульсный

Непрерывный

Импульсно - периодический

Тип шва

Точки

Точки с перекрытием

Непрерывный шов

Непрерывный шов

Точки с перекрытием

Тип проплавления

Сквозное

Несквозное

Сквозное

Несквозное

Вид защиты шва от окисления

Без защиты

Газовая защита

Газовая защита

Флюсовая защита

Технологические особенности

Сварка без присадки

Сварка с присадкой

Сварка без присадки

Сварка с присадкой

Степень автоматизации

Ручная сварка

Автоматическая сварка

Автоматическая сварка

Роботизированная сварка

 

Максимальная глубина сварного шва, реализуемая комплексом LRS-150AU достигает 1 мм, а с помощью комплекса HTS-300P можно достичь глубины сварного шва 1,5 – 2 мм.