Лазерная сварка. Часть Первая. Плюсы и минусы

Уже долгие годы имеет место быть устойчивое народное мнение о том, что хороший сварщик никогда не останется без работы и денег. Отчасти оно продиктовано тем, что в последние годы чувствуется очевидный недостаток опытных специалистов по техническим работам, причём это касается не только сварки, просто так уж вышло, что из всего стройного ряда строителей, ремонтников, монтажников и т.п. именно сварочный процесс выглядит (да по сути и является) технологичным, сложным и требующим наличия не только знаний, но и опыта.

Как известно, ничто востребованное не стоит на месте и отрасль сварки не является исключением. В последние годы бешено развивается такое направление, как лазерная сварка – метод соединения металла методом сваривания отдельных его частей при помощи воздействия лазерным лучом. Чаще всего вы можете услышать именно о лазерной сварке и увидеть применение лазерных сварочных аппаратов на объектах, требующих особо точного и аккуратного подхода к продуктам своего производства. Но не будем забегать вперёд и разберёмся во всём последовательно.

как происходит лазерная сварка

Зачем нужна сварка лазером?

Технология лазерной сварки пришла на смену традиционному свариванию металлов, хотя правильнее будет сказать «приходит», в настоящем времени. Несмотря на то, что метод лазерной сварки более прост, экономичен и в разы более точен, он всё ещё требует для своего применения высокоточного и дорогостоящего оборудования. В наше время существует целый пласт специалистов в области сварки с оборудованием старого типа, которые выполняют качественную работу по старинке, с помощью электродов и это нормально. Именно благодаря существованию конкуренции внутри ниши технология лазерной сварки так далеко шагнула за столь короткий срок.

Итак, лазерную сварку в данный момент используют в отраслях промышленности с целью создания неразъемных соединений с высокой точностью и минимальной шириной/толщиной сварного шва. Как понятно из названия, плавление материала происходит благодаря воздействию лазерного луча, который генерируется в специальном источнике и обладает таким свойством, как монохромность. То есть, все волны этого светового потока обладают равной длиной, что за счёт фокусировки и отклонения потока за счёт зеркал и призм формирует волновой резонанс, что значительно повышает мощность луча. Впоследствии, этот луч нагревает и плавит верхние слои металла, создавая прочное, структурное сцепление на стыке элементов. Никаких расходных материалов. Никаких снопов искр летящих во все стороны и засвеченной сетчатки глаза. Конечно, применение лазерной сварки тоже требует соблюдения техники безопасности, но это примерно тот же уровень, что сравнить лазерный станок для резки фанеры и циркулярную пилу. Оба инструмента справляются с резкой, но равнозначны ли они по возможностям, безопасности и эффективности?

Технологические свойства лазерной сварки

Выше мы описали принцип работы лазерной сварки крайне поверхностно, но если вам хочется лучше понять, на каких физических свойствах строится данный процесс, то вам придётся ознакомиться, как минимум, с тремя из них. Во-первых, монохромность. О ней мы уже говорили выше. Если упростить до предела, монохромное излучение обладает минимальным разбросом частот, а в идеальных условиях и вовсе одной частотой волны. Во-вторых, когерентность. Тут всё несколько сложнее, т.к. нужно понять, что в физике это явление обозначает согласованность волновых процессов. То есть, колебания в разных областях лазерного пучка будут происходить так же, согласованно (взаимосвязано) с одинаковой и неизменной разницей фаз. И, наконец, в-третьих, направленность. Тут всё просто. Сварочный процесс лазером позволяет минимизировать рассеивание луча в направлении от источника к свариваемому объекту.

свойства лазерной сварки

Три этих свойства не просто объясняют принцип действия лазерной сварки, но и в принципе, делают использование подобных технологий возможным даже в бытовых условиях. На выходе и в сухом остатке мы имеем синхронизированный луч света, действующий по волновому принципу с конкретной направленностью в заданную область, что позволяет обеспечить высокоточное и равномерное плавление, а затем и остывание материала в требуемой зоне сваривания.

Это интересно! Основным преимуществом именно лазерной сварки является то, что при таком воздействии формируется соединение с высокой плотностью на атомном уровне, при этом традиционные дефекты, такие как пористость, нарощенная толщина шва и т.п. отсутствуют полностью.

Плюсы и минусы лазерной сварки

Не вдаваясь в полемику, просто пройдёмся по пунктам преимуществ и недостатков:

- Широкий спектр применения – лазерной сваркой можно соединять практически любые металлы, магнитные сплавы, а также применять для создания соединений термопластов, керамики и даже стекла! Этого можно достичь благодаря регулировки мощности оборудования.

- Точность и стабильность – благодаря вышеперечисленным свойствам, световой пучок лазерной сварки стабилен. Это позволяет создавать сварные швы минимального размера, а также сводить нагревание околошовного пространства к минимуму, тем самым избегая деформации как самого шва, так и изделия. Также, вследствие испарения избыточной части металла при сваривании, шов получается гладким и ровным.

- Чистота процесса – причём как физическая, так и химическая. При плавлении металлов не возникает побочного рентгеновского излучения, а также, вследствие отсутствия химических расходных материалов, электродов, флюсов и т.д. не происходит загрязнения воздуха и окружающей среды, что не только экологично, но и безопасно для самого специалиста, работающего с такой сваркой.

- Удобство и новые возможности – благодаря гибкой настройке излучателя, можно осуществлять сварку на большом расстоянии и в труднодоступных местах, а также сваривать объекты, находящиеся за прозрачными преградами. Всё это никак не повлияет на качество и прочность шва.

В целом, как ни посмотри, а лазерная сварка, это настоящее технологическое чудо. И шов всегда идеальный, и справится с ним годовалый младенец, а расход энергии вообще ни о чём… понятно, что всё это утрирование и вышеперечисленные преимущества описаны исходя из, в первую очередь, сравнения с традиционными методами сварки, которые ни экологичными, ни безопасными, а уж тем более простыми или дешевыми назвать было никак нельзя. Но даже тут не всё так просто и лазерная сварка имеет ряд очевидных недостатков:

- Высокая стоимость – цена на оборудование и комплектующие для лазерной сварки довольно высока. Именно поэтому, чаще всего, она используется на крупных предприятиях скорее для оптимизации этапов производства и практически никогда не встречается у частных специалистов, предоставляющих услуги по сварке.

- Низкий КПД по твердотельным сплавам – если говорить о цифрах, то КПД лазерной сварки в сравнении с газовой ниже почти в десять раз при работе с высокоплотными, твердотельными сплавами. Также существует высокая степень корреляции качества сварочного процесса с отражающей способностью материала. Чем выше последняя, тем ниже эффективность.

- Навыки персонала – конечно, именно выполнять работу по сварке с таким оборудованием сможет практически любой человек обладающий здоровым мышлением и не имеющий тремора в руках. Вот только наиболее сложный этап тут – это настройка излучателя под характеристики заготовки и вот тут уже вам придётся учиться не только настройкам самого оборудования, но и сопромату в интересующем вас направлении.

сравнение лазерной сварки и аргона

Что будет дальше?

Итак, сегодня мы разобрались в том, что вообще такое лазерная сварка, поговорили о принципах её работы, а также приоткрыли завесу тайны над вопросами о плюсах и минусах данного оборудования. В цикле статей по данной теме мы продолжим подробно разбираться в способах использования, условиях эксплуатации, вариантах применения и особенностях этого типа оборудования. Следите за нашими новостями и не забывайте делиться своим мнением и вопросами в сообществе!

Лазерный сварочный аппарат TS HW 500 Вт
Лазерный сварочный аппарат TS HW 500 Вт
Мощность лазерного источника - 500 Вт; Общая мощность станка - 5 кВт; Скорость сварки - 120 мм/с;...
0
Нет отзывов
Лазерный сварочный аппарат TS HW 1500 Вт
Лазерный сварочный аппарат TS HW 1500 Вт
Мощность лазерного источника - 1500 Вт; Общая мощность станка - 9 кВт; Скорость сварки - 120...
1 064 000
Нет отзывов
Лазерный сварочный аппарат TS HW 1000 Вт
Лазерный сварочный аппарат TS HW 1000 Вт
Мощность лазерного источника - 1000 Вт; Общая мощность станка - 7 кВт; Скорость сварки - 120...
896 000
Нет отзывов
Товар добавлен в корзину