Наиболее распространена лазерная сварка импульсным излучением в электронной и электротехнической промышленности, где сваривают угловые, нахлесточные и стыковые соединения тонкостенных деталей.
Сварка металлов лазером активно используется для соединения легированных сталей, особенно алюминия, титана и нержавеющих сталей. Сфокусированный пучок преображенного света способен расплавлять металл толщиной от 0,1 до 10 мм. Это позволяет сваривать как стандартные пластины, так и тоненькие элементы. Благодаря этому лазерные установки нашли широкое применение в электротехнике.
Способность создавать тонкие, и аккуратные швы, отразилась на использовании лазера в ремонте ювелирных украшений и оправ очков. Для этого используют настольные установки, где обозначена точка воздействия луча. Мастер подносит изделие под эту точку и включает подачу энергии. Происходит точечная сварка.
В промышленности лазер применяется при сварке элементов автомобилей или коррозионностойких труб. Для этого выпускаю специальные крупные установки, располагаемые на кронштейнах.
|
|
Если требуется создать непрерывный круглый шов, то используются дополнительные автоматические приспособления (вращатели), вращающие изделие во время сварки.
Большинство таких аппаратов предназначено для выполнения прямолинейных швов. При сварке криволинейных швов и швов по произвольной траектории, применяются специальные шаблоны, форма которых соответствует траектории сварки. Головка аппарата или координатный стол, на котором крепится изделие, точно повторяет заданную траекторию сварки и полностью автоматизирует процесс.
Плюсы и минусы лазерной сварки
Лазерная сварка обладает рядом неоспоримых достоинств, но, как и все сварочные технологии, имеет свои недостатки. Первые являются следствием уникальных характеристик лазерного луча, а вторые в основном связаны с высокой стоимостью и сложностью оборудования.
Главные преимущества:
-возможность сварки разнообразных материалов: от металлов и магнитных сплавов до термопластов, стекла и керамики;
- высокая точность и стабильность траектории пятна нагрева;
- наименьший размер сварного шва среди всех сварочных технологий;
- отсутствие нагрева околошовной зоны, следствием чего является минимальная деформация свариваемых деталей;
- отсутствие продуктов сгорания и рентгеновского излучения;
- химическая чистота сварочного процесса (не применяются присадки, флюсы, электроды);
- возможность сварки в труднодоступных местах и на большом удалении от места расположения лазера;
- возможность сварки деталей, находящихся за прозрачными материалами, через различные среды (вода, стекло, вакуум и пр.);
|
|
- высокое качество сварных соединений, с высокими механическими и эксплуатационными свойствами;
- получение сварных соединений равнопрочных основному металлу.
Основные недостатки:
- высокая стоимость оборудования, запасных частей и комплектующих;
- зависимость эффективности сварочного процесса от отражающей способности заготовки;
- высокие требования к квалификации обслуживающего персонала;
- особые требования к помещениям для размещения лазерного оборудования (в части вибрации, запыленности и влажности).
Технические требования к деталям, сборочным единицам и сварным соединениям
Непременным условием качественной сборки под сварку должно быть строгое соблюдение требований к допускам по зазорам и взаимному расположению деталей. При этом следует учитывать, что чем меньше зазор между деталями, тем более качественный шов будет получен при лазерной сварке. Перед сваркой узлы собираются в соответствии с чертежами.
Для сборки и сварки было спроектировано и изготовлено приспособление, обеспечивающее сборку с минимальным зазором (до 0,15 мм), хороший обзор и свободный доступ луча к месту сварки, которое крепится на автоматизированном координатном столе установки при помощи винтов.
В сварных швах должны отсутствовать внешние и внутренние дефекты в виде подрезов, прожогов, внутренних и наружных трещин, раковин, пор и др.
Оборудование и свариваемые материалы
Сварка корпуса фильтра осуществлялась на лазерной установке LRS – 150AUS. Основные технические характеристики установки представлены в приложении 2. Сборка, прихватка и сварка осуществлялась с помощью приспособления. В качестве защитного газа при лазерной сварке применялся аргон высшего сорта.
Описание изделия
Данной сварной конструкцией является – корпус фильтра. Применяется в электронике. Сварное соединение – одностороннее стыковое. Шов – замкнутый. Корпус фильтра состоит из корпуса и крышки. Материал корпус – титан сплав ВТ20, крышка – сплав циркония Э – 125. Длина свариваемой траектории составляет 280 мм (4 х 5 мм + 2 х 70 мм + 2 х 60 мм).