Hybridní svařování MSG laserovým paprskem
Hybridní technologie laserového paprsku a MSG spojuje přednosti dvou osvědčených svařovacích procesů - svařování s ochranným plynem (MSG) a svařování laserovým paprskem. Při laserovém svařování se zásadně rozlišuje mezi svařováním vedením tepla a hloubkovým svařováním, přičemž hloubkové svařování se dalekosáhle prosadilo u hybridního spojovacího svařování.
Při této metodě laserový paprsek roztaví materiál pod malým ohniskem a díky vysoké energické hustotě pronikne hluboko do materiálu. Laserový paprsek vytváří v základním materiálu kapiláru vyplněnou parami, z ní vystupující plazma usnadňuje zapálení elektrického oblouku a navíc ho stabilizuje. Proces MSG vytváří širší tavnou lázeň a přivádí ke společnému elektrickému oblouku přídavný materiál. Přídavný materiál opět vyplňuje trychtýř vzniklý laserovým paprskem a elektrický oblouk zajistí bezpečné napojení boků.
Výsledek velmi hluboký závar, úzká zóna tepelného vlivu, vyšší rychlost svařování, rovněž velmi stabilní elektrický oblouk a značné snížení přívodu tepla do obrobku.
Vysoká hloubka závaru umožňuje, že především u silných plechů nemusí být příprava svaru již prováděna jako velká spára V, avšak poskytuje možnost, že také plechy o tloušťce až 20 mm mohou být spolu svařeny v dotyku I. Tím odpadá vedle přípravy svaru především také nutnost opět vyplnit velký objem spáry vícero vrstvami. To značně snižuje potřebnou dobu přípravy a svařování.
Tyto výhody lze využít v mnoha odvětvích průmyslové výroby.
Hybridní metoda laserového a MSG svařování se již dříve využívala vedle automobilového průmyslu při stavbě lodí. Zde se jednotlivé panely svařovaly v dlouhých podélných svarech do velkých stropních částí, tzv. sendvičových panelů. Vedle vysokých rychlostí svařování se zde rovněž uplatňuje především značně snížený objem dodatečných úprav vlivem menších deformací.
Avšak i jiná odvětví objevují pro své využití přednosti této metody. Díky jedinečnému provedení hlav hybridní metody laserového a MSG svařování může uživatel proces přesně upravit dle svých požadavků. Tak je možné svařovat buď laserovou hybridní metodou nebo pouze elektrickým obloukem MSG nebo pouze laserovým paprskem. Poslední případ se používá mimo jiné při svařování tenkostěnných dílů, jako např. částí těles zemědělských a stavebních strojů. U dílu vyobrazeného na obrázku 2 jsou hrany přiražené k sobě zatavené do sebe bez přídavného materiálu.
U větších dílů, např. mobilních jeřábů, kolejových vozidel nebo tlakuvzdorných zdvihových válců lze hybridní metodu laserového a MSG svařování použít stejně jako u dílů těles nebo také při svařování uměleckých děl. Přitom lze vysoký výkon laseru použít za prvé pro dosažení hlubokých hloubek závaru a za druhé pro docílení vysoké rychlosti svařování.
To bylo např. realizováno na trubkových spojeních. Přitom byly obě části trubky dány k sobě bez přípravy svaru natupo a spojeny dohromady rychlostí svařování 2 m za minutu. Výsledkem je plně napojené trubkové spojení o tloušťce stěny 8 mm.
Laserová hybridní hlava existuje v nejrůznějších provedeních. Mezi hlavní znaky patří přitom uspořádání obou nosičů procesu vůči sobě. V centru hlavy vede svařovací robot laserovou optiku. Kolmo k tomu je uspořádán hořák MSG, který může být proveden buď s pevnou montáží, nebo otáčivý kolem laserového paprsku. Kromě toho může být hlava vybavena různým příslušenstvím, např. senzorikou pro sledování svaru, kamerovými systémy nebo oscilačním zařízením.
Z důvodu razantního vývoje, obzvláště u zdrojů laserového paprsku, již několik let kontinuálně klesají investiční náklady na laserová zařízení. Podle výkonu zdroje - v současné době se používají v rozsahu 1 kW až 30 kW - amortizují laserová zařízení v poměrně krátké době.
Rádi Vám předvedeme hybridní technologii svařování laserovým paprskem a její aplikace v naší aplikační technice. Informace obdržíte na cloos@cloos.cz.
538
