Как работает лазерная сварка? Затраты, преимущества и недостатки

Лазерная сварка – это процесс соединения металлов. Как и все процессы сварки и соединения, лазерная сварка нагревает определенные точки.

При лазерной сварке два компонента соединяются вместе. Для этого обе стороны примыкающего материала расплавляются. Расплав сливается и образует соединение. Лазерная сварка используется уже около 30 лет. До сих пор он использовался выборочно и всегда составлял жесткую конкуренцию традиционным методам сварки. Благодаря современным методам аддитивного производства, таким как 3D-печать металлических предметов, лазерная сварка в настоящее время быстро приобретает все большее значение.

Духовным отцом лазера является не кто иной, как Альберт Эйнштейн. Около 100 лет назад он опубликовал свои первые мысли на тему комплектации света. Первый эксперимент, подтверждающий теории Эйнштейна, состоялся лишь в 1928 году. Однако прошло еще 32 года, прежде чем в 1960 году с помощью рубина удалось действительно создать первый лазерный луч. Вскоре дорогой рубин был заменен газом, что значительно удешевило производство лазерных устройств.

Использование этой новой, увлекательной световой формы не заставило себя долго ждать. Первоначально лазеры принесли огромный прогресс в измерительную технику. Впервые стало возможным проводить точные измерения на огромных расстояниях. Например, астронавты НАСА установили на Луне зеркало. С помощью этого зеркала и лазера, размещенного на Земле, расстояние между двумя небесными телами можно было определить с точностью до сантиметра. Первые попытки лазерной сварки были также предприняты в 1960-х годах. Однако поначалу больше всего ценились процессы лазерной резки.

DVS – Немецкая ассоциация сварки и родственных процессов – это научно-техническая профессиональная ассоциация, которая работает во всех областях технологии соединения.

Лазерная резка – наиболее точный способ резки материала. Благодаря огромной плотности энергии процесс лазерной резки происходит очень быстро. Мало того, что сам режущий зазор чрезвычайно узок. Боковые зоны термического влияния в этом процессе разделения также настолько минимальны, что ими обычно можно пренебречь. Это отличает, например, лазерную резку от газовой резки. Пластины, разделенные резаками, обычно должны быть очищены от заусенцев, а затем отфрезерованы, чтобы их можно было использовать. Несмотря на огромные преимущества в точности, скорости и защите материала, лазерная резка и лазерная сварка долгое время занимали свою нишу. Заметное распространение систем лазерной резки и лазерной сварки произошло лишь в середине 1980-х годов. До этого эти системы использовались только в научно-исследовательских институтах и ​​специализированных компаниях.

Прежде всего, именно производители самолетов смогли добиться большого прогресса с помощью этого инновационного процесса разделения и соединения. Однако материал, используемый в стандартной комплектации авионики, также играет в этом решающую роль: дюраль на основе алюминия с температурой плавления всего 600 °C гораздо легче обрабатывать, чем сталь, используемая в традиционном машиностроении. При температуре плавления 1400 °C для плавления требуется более чем вдвое больше энергии. Но: для того, чтобы иметь возможность эффективно использовать системы лазерной сварки и в стальных конструкциях, обходной путь с помощью сварки алюминия оказался идеальным.

Базовые знания

Правильная пайка – способы пайки и отличия от сварки

Сегодня лазерная сварка все еще не является стандартным сварочным процессом. Однако он уже давно вышел из своего экспериментального статуса. Поставщики контрактных услуг и переработчики листового металла все чаще полагаются на этот высокотехнологичный процесс, который продолжает впечатлять своей эффективностью, качеством и точностью.

Процесс аддитивного производства, который начал распространяться почти 10 лет назад, в настоящее время достигает своего пика благодаря лазерной сварке. Долгое время 3D-печать была доступна только для керамики и пластика. Еще несколько лет назад для изготовления металлических предметов с помощью технологии 3D-печати единственным вариантом было использование этих материалов для производства литейных стержней. Однако металлопорошковая лазерная сварка теперь позволяет изготавливать изделия любой формы посредством 3D-печати. Это открытие в настоящее время дает еще один импульс лазерной сварке.