Laserové svařování
Laserové svařování patří mezi moderní technologie vytvářející nerozebíratelná spojení součástí. Svary provedené laserem se vyznačují vysokou jakostí, spolehlivostí a rovněž dobrým povrchovým vzhledem.
Existují dvě hlavní metody svařování laserem:
- “keyhole“svařování
- svařování kondukcí
Při svařování kondukcí je energie laserového paprsku absorbována povrchem materiálu. Vzniklé teplo je následně vedeno materiálem k místu styku svařovaných součástí. Jde o značně dynamický tepelný proces, jenž má za následek tavení materiálu a následné zformování struktury svaru s dobrými mechanickými vlastnostmi. Tato metoda svařování se používá zejména v případech, kdy je požadována omezená hloubka průvaru. Svařování materiálů větší tloušťky znamená úměrný nárůst výkonu laseru a zvýšení procesních nákladů. Tuto metodu lze použít například i pro svařování zcela transparentních plastů. Energie laserového svazku je pohlcena absorpční látkou (např. absorpční inkoust), která je nanesena na rozhraní svařovaných součástí. Vzniklé teplo způsobí roztavení povrchů obou materiálů a vzniká svarový spoj. Při vhodném nastavení svařovacích parametrů nedochází k natavení vnějších ploch, takže svar nemusí být z vnějšího pohledu znatelný.
Laserový paprsek používaný pro “keyhole“ metodu laserového svařování musí mít relativně vysokou výkonovou hustotu, aby zapříčinil částečné odpařování spojovaných materiálů v místě budoucího svarového spoje. Během procesu svařování vzniká úzká a hluboká dutina tvaru klíčové dírky, která je naplněna kovovými parami a obklopena roztaveným materiálem. Uvedením paprsku do pohybu začne tavenina dutinu uzavírat a objeví se úzký svar s vysokým podílem hloubka/šířka. Tvar “klíčové dírky“ je během svařování udržován díky rovnováze mezi vzájemným silovým působením taveniny a tlaku kovových par. “Keyhole“ svařování vyžaduje výkonovou hustotu laseru přesahující 104 W/mm2 při době interakce s materiálem 0,01 až 0,1 s. Pro penetraci 1,5 mm tlusté konstrukční oceli je potřeba výkon laseru cca 1 kW při rychlosti svařování cca 1 m/min. “Keyhole“ svařování se používá zejména u kovových materiálů, jelikož udržení stabilní “klíčové dírky“ u plastů je velice problematické.
Laserové svařování je vhodné pro široké spektrum materiálů (železné, neželezné kovy, plasty) vyjímaje keramiku, sklo a jiné materiály, v jejichž struktuře se vlivem vysokých teplotních gradientů tvoří trhliny.
Hlavními výhodami laserového svařování oproti konvenčním metodám tavného svařování elektrickým obloukem (MIG/MAG, TIG) je vyšší procesní rychlost, nižší tepelné ovlivnění spojovaných materiálů, vyšší ekonomičnost procesu, možnost svařování i v polohách s omezeným přístupem k místu svařování, snadná automatizace a precizní kontrola svařovacího procesu. Proti laserovým svařovacím systémům hovoří především vyšší pořizovací náklady a nutnost zajištění vhodných rozměrových tolerancí polotovarů určených ke svaření. V případech sériové výroby se však vyšší pořizovací náklady laserového systému rychle navrací, zejména díky značnému zrychlení svařovacího procesu a energetickým úsporám.
www.lintech.cz
457
.gif)
