Технологические особенности лазерной сварки

Лазер обеспечивает возможность выполнения двух видов сварки – точечной и шовной, при этом обеспечивается широкий диапазон изменения режимов и плотности мощности вводимой энергии (от 10³ до 10⁷ Вт/см²), позволяющий эффективно сваривать материалы толщинами от единиц микрон до десятков миллиметров. Точечная сварка обычно проводится с помощью импульсного излучения. Шовную сварку можно выполнить как импульсным излучением, при последовательном наложении зон лазерного воздействия с перекрытием, так и с помощью непрерывного излучения.

К импульсной лазерной сварке проявляется большой интерес со стороны различных отраслей промышленности за счет целого ряда преимуществ позволяющего эффективно заменять дуговую с неплавящимся электродом, контактную, электронно-лучевую и др. без принципиального изменения конструкции детали.

1. При сварке образуется очень малая зона термического влияния, т.е. практически не наблюдается изменение свойств материала. Ширина получаемого шва до 2-5 раз меньше.
2. Локальность воздействия и незначительное тепловое влияние на металл «околошовной зоны», как следствие минимальная деформация свариваемых деталей. В отдельных случаях деформация может быть уменьшена до 10 раз.
3. При лазерной сварке обеспечивается высокая точность позиционирования луча лазера на стык свариваемых деталей, за счет использования оптических систем наблюдения.
4. При работе в импульсном режиме обеспечивается возможность непосредственного наблюдения за процессом сварки без эффекта ослепления.
5. Возможна сварка материалов с резко различающимися физическими свойствами, а так же магнитных сплавов.
6. Малый диаметр зоны воздействие в сочетании с большой плотностью мощности позволяет формировать глубокую и узкую область проплавления «кинжальной» формы.
7. В отличие от электронно-лучевой лазерная сварка не требует наличия вакуумных камер или камер с контролируемой атмосферой. Это позволяет сваривать крупногабаритные изделия и снижает время на подготовку, сокращая производственные затраты. При лазерной сварке отсутствует вредное рентгеновское излучение.
8. Лазерная сварка отличается гибкостью, процесс легко переналаживается на обработку других материалов и деталей (отсутствует необходимость в специальных электродах, флюсах и других дополнительных материалах)
9. Возможность сварки в труднодоступных местах вследствие бесконтактности воздействия (сварка на расстоянии), например в углублениях гофрированных конструкций, внутренних полостях и тп. Проведение обработки через прозрачные материалы (например, через иллюминатор камеры с контролируемой атмосферой).
10. Стерильность технологического процесса и исключение попадания инородных материалов.
11. Высокая скорость процесса, уменьшает зону термического влияния и снижает вероятность разупрочнения материала, трещинообразования, снижения коррозийной стойкости и т.п.
12. Производительность во много раз выше.

В совокупности все эти преимущества, в ряде случаев, делают лазерную сварку экономически более выгодной, несмотря на высокую стоимость оборудования. При этом лазерная сварка позволяет расширить ассортимент деталей вместе с увеличением качества и скорости производства.