Spawanie laserem

Spawanie laserem – jakie branże korzystają z usługi? 

• branża motoryzacyjna
• branża lotnicza
• branża sanitarna 
• branża elektroniczna
• oraz inne wymagające wysokiej dokładności i precyzji. 

Nasze możliwości w zakresie spawania laserem są ogromne. Biorąc pod uwagę całą sieć firm partnerskich zrzeszonych wokół naszego portalu i z nim współpracujących, jesteśmy miejscem idealnym do szybkiego nawiązywania kontaktu, pozyskiwania ofert handlowych oraz błyskawicznej realizacji zadania. Panel Klienta pozwala na zebranie wszystkich zasobów związanych z ofertami i zamówieniami w jednym, uporządkowanym miejscu. To gwarancja udanej współpracy!

Spawanie laserem – stosowane materiały.

Spawanie laserowe można zastosować na następujących materiałach:

• stale konstrukcyjne,
• stale stopowe,
• duplex,
• Cr/Ni,
• wysokowytrzymałe stale niskostopowe (HSLA),
• stale węglowe,
• metale trudnotopliwe,
• metale aktywne chemicznie,
• aluminium,
• tytan,
• nikiel,
• magnez.

Spawanie laserem – branże.

Branże, w których znajduje swoje zastosowanie spawanie laserem to: 

• przemysł lotniczy, 
• kosmiczny,
• samochodowy, 
• stoczniowy,
• kolejowy,
• elektroniczny, 
• elektrotechniczny, 
• petrochemiczny,
• spożywczy, 
• medycyna.

Wszędzie tam, gdzie szybko można wykonywać drobne punkty zgrzewania o milimetrowej średnicy tudzież wielometrowe, głęboko zgrzewane spoiny, warto sięgnąć po zalety spawania laserowego. Stosowane do łączenia części kół zębatych, złączy doczołowych płaskich i obwodowych różnorodnych konstrukcji nośnych, spawania wzdłużnego rur (szczególnie w przemyśle spożywczym), kształtowników, rur z płytami sitowymi itp. o grubościach złączy dochodzących do 25 mm. Pociągi, części przekładni w samochodach osobowych i ciężarowych, tuleje poduszek powietrznych, rozruszniki serca – to tylko mała część przykładów, gdzie znajdziemy punkty zgrzewania laserowego. 

Na czym polega spawanie laserem?

Spawanie laserem – spawanie wiązką laserową (LBW) – potocznie nazywane spawaniem laserowym, jest to technika łączenia cieplnego metali przy użyciu lasera. Z zasady wiąże się z głęboką penetracją i stanowi główną technikę spawania w zastosowaniach konstrukcyjnych. Polega na stapianiu obszaru styku łączonych przedmiotów ciepłem otrzymanym w wyniku doprowadzenia do obszaru skoncentrowanej wiązki światła koherentnego o bardzo dużej mocy. Uważane jest za jedną z najnowocześniejszych metod spawania, a swymi cechami konkurować może chyba jedynie z procesami spawania elektronowego. Pozwala łączyć przy porównywalnej lub wyższej jakości wszystkie metale, które łączone są za pomocą spawania elektronowego. Ponadto nie ma ograniczeń, jeśli chodzi o spawanie stali nieuspokojonych, spieków, staliw itd., jak to ma miejsce przy spawaniu elektronowym. Charakteryzuje się bardzo dużą efektywnością i możliwością łączenia najrozmaitszych kształtów we wszystkich pozycjach spawania, co w dużym stopniu wpływa na podniesienie wydajności procesów produkcyjnych. 

Wiązka laserowa, przechodząc z lasera do przedmiotu spawanego przez system przesłon zwierciadeł i elementów optycznych, jest ogniskowana w obszarze spawania. Padając na powierzchnię metalu, ulega intensywnemu odbiciu, w zależności od rodzaju metalu i jego stanu powierzchni. Efektywność procesu zależy przede wszystkim od absorpcji energii wiązki laserowej przez powierzchnię spawanego przedmiotu, toteż ważne jest odpowiednie przygotowanie powierzchni przez zmatowienie lub poczernienie. Spoiny wykonane laserem o emisji ciągłej nie różnią się od spoin wykonanych wiązką elektronów, z kolei wykonane laserem impulsowym składają się ze zbioru częściowo pokrywających się spoin punktowych, odpowiadających poszczególnym impulsom. Przy spawaniu cienkich blach ze stali niskowęglowej, ze względu na duże prędkości spawania i krótki czas przebywania metalu spoiny w temperaturach utleniania, możliwe jest zrezygnowanie z osłony jeziorka spawalniczego. Przy spawaniu materiałów reaktywnych koniecznością jest zastosowanie osłony gazowej gazem obojętnym jeziorka, jak i grani złącza.

Najpełniej wykorzystać można metodę spawania do łączenia niewielkich elementów cienkościennych. Jest to metoda zalecana przy cieńszej stali, stali o wysokiej wytrzymałości i stali trudnościeralnej, wysoką wydajność odnosi w produkcji wielkoseryjnej (np. przemyśle motoryzacyjnym), zautomatyzowanej lub zrobotyzowanej.

Problemem, który należy wziąć pod uwagę przy wyborze technologii laserowych, są procesy metalurgiczne, charakteryzujące się miejscowym bardzo silnym i krótkotrwałym nagrzewaniem (> 10 000˚C/sek), a następnie bardzo szybkim chłodzeniem. Zjawiska te są często powodem zaporowacenia i pęknięcia. W przypadku spawania materiałów, które są zatem skłonne do tworzenia struktur hartowniczych i porowatości, należy przewidzieć takie zabiegi jak podgrzewanie wstępne czy wygrzewanie po spawaniu.

Spawanie laserem – parametry.

Wyróżniamy następujące parametry spawania laserowego:

• moc wiązki światła laserowego ciągłego [w kW],
• energia impulsu światła laserowego [w kJ], czas jego trwania [w ms] i częstotliwość powtarzania przy spawaniu impulsowym [w Hz],
• prędkość spawania [w m/min],
• długość ogniska wiązki laserowej [w mm],
• położenie ogniska wiązki laserowej względem złącza [w mm],
• rodzaj i natężenie przepływu gazu ochronnego [w l/min].

Spawanie laserem – najczęściej stosowane typy laserów.

W spawalnictwie dwa najczęściej wykorzystywane typy laserów to:

• lasery impulsowe z krystalicznym elementem czynnym (YAG: Nd, szkło: Nd),
• molekularne lasery CO₂ o emisji ciągłej.

Gazy ochronne stosowane przy spawaniu laserowym.

Przy spawaniu laserowym stosujemy następujące gazy ochronne:

• hel,
• argon,
• azot,
• dwutlenek węgla.

Wspomagają one proces, dzięki nim można osiągnąć głębokość spoiny do 25 mm, a jednocześnie służą do ochrony wytopu przed skutkami utleniania.

Sposoby łączenia metali i rodzaje spawania laserowego.

Metale można łączyć za pomocą promienia lasera na kilka sposobów: można łączyć przedmioty obrabiane na powierzchni lub tworzyć głębokie spoiny, połączyć z konwencjonalnymi metodami spawania, jak również użyć lutowania. Lasery zgrzewają zarówno tworzywa o wysokiej temperaturze topnienia, jak i też o wysokiej przewodności ciepła. Z uwagi na niewielką ilość stopiwa oraz krótki, kontrolowany czas topnienia, można w ten sposób łączyć tworzywa, które w innej technologii są trudne lub niemożliwe do zgrzania (np. z użyciem tworzyw dodatkowych).

Spawanie laserem – rodzaje.

Laserowe spawanie punktowe i liniowe.

Przy spawaniu laserowym łączenie może odbywać się w sposób impulsowy (promień emitowany jest z przerwami) bądź z wykorzystaniem trybu ciągłego (generowany jest nieprzerwany promień). Umożliwia to połączenie dwóch materiałów nachodzących na siebie lub stykających się krawędziami. Można wykonać kilka spoin, jedna po drugiej, co zapewnia wytrzymałość złącza.

Napawanie laserowe (LMD).

Napawanie laserowe wykorzystywane jest do tworzenia powłoki ochronnej, zwiększającej wymagane własności, a także do regeneracji uszkodzonych lub zużytych powierzchni roboczych. Napoiny laserowe wydłużają żywotność maszyn i urządzeń, w których części narażone są na zużycie ścierne, udarowe lub korozję.

Proces ten ma zastosowanie w branży lotniczo-kosmicznej, energetycznej, petrochemicznej, samochodowej i medycznej.

Laserowe spawanie skanujące.

Przy spawaniu skanującym promień lasera prowadzony jest przez ruchome zwierciadła. Pozwala to na obrabianie przedmiotu w trzech wymiarach, w sposób precyzyjny i bez dodatkowych przestojów.

Laserowe spawanie hybrydowe.

Metoda hybrydowa to połączenie spawania laserowego z inną metodą spawania, np. MIG, MAG, WIG, TIG, nagrzewaniem indukcyjnym czy spawaniem plazmowym. Sprawdza się w przemyśle stoczniowym lub kolejowym.

Laserowe spawanie kondukcyjne.

Spawanie kondukcyjne stosuje się do łączenia elementów cienkościennych, np. narożników na widocznych krawędziach w obudowach czy też w branży elektronicznej. Podczas tego typu spawania promień lasera roztapia elementy wzdłuż miejsca łączenia, a roztopione materiały przenikają się i zastygają, tworząc spoinę, której nie trzeba już poddawać obróbce korygującej.

Laserowe spawanie z głębokim wtopieniem.

W spawaniu z głębokim wtopieniem wiązka lasera o dużej mocy pada na powierzchnię materiału, powodując jego nie tylko topnienie, lecz także parowanie. Prowadzi to do powstania ciśnienia, które wypycha ciekłą substancję. Obrabiany przedmiot ulega jeszcze głębszemu stopieniu, powstaje wypełniona parą kapilara, otoczona roztopionym materiałem. Gdy laser przesunie się po łączeniu, wraz z nim przesuwa się kapilara. Roztopiony metal opływa kapilarę i zastyga z tyłu – w ten sposób tworzy się wąska, głęboka spoina o równomiernej strukturze. Parująca substancja ulega częściowej jonizacji, tworząc plazmę – ona również dostarcza energię do przedmiotu obrabianego, dlatego cechami szczególnymi są tu: wysoka skuteczność procesu, duża prędkość spawania i minimalne odkształcenia po spawaniu. Tam, gdzie wymagana jest głęboka spoina lub połączenie kilku warstw materiału, warto sięgnąć po tę właśnie metodę.

Lutowanie laserowe.

Tam, gdzie spawanie jest utrudnione, alternatywnie można zastosować lutowanie, czyli łączenie komponentów przy użyciu lutu. Energia lasera powoduje, że spoiwo ulega topnieniu i przenika do szczeliny pomiędzy lutowanymi przedmiotami, gdzie następuje połączenie dyfuzyjne pomiędzy materiałem i lutem. Cechą szczególną jest niższa temperatura topnienia lutu niż łączonych elementów oraz brak konieczności obróbki wykończeniowej. Zaleta ta jest wykorzystywana w przemyśle samochodowym (np. na klapach bagażników czy na dachach samochodów).

Spawanie laserem – zalety.

Spawanie laserem ma swoje wady i zalety, jak każda metoda obróbki metali i innych materiałów.

• łatwość automatyzacji,
• wysoka efektywność kosztowa w porównaniu do metod tradycyjnych,
• wysoka czystość procesu,
• wysoka prędkość procesu,
• wysoka gęstość mocy,
• spawanie z wysoką precyzją,
• znakomite właściwości mechaniczne,
• bardzo dobre własności w zakresie ścierania,
• możliwość łączenia materiałów trudnospawalnych,
• możliwość spawania stali w różnych gatunkach i wymiarach,
• szybkie odprowadzenie ciepła i stygnięcie spoiny,
• nie wymaga spoiwa,
• mała szerokość strefy wpływu ciepła,
• niskie oddziaływanie temperatury na konstrukcję,
• małe odkształcanie złączy (po procesie nie ma potrzeby dodatkowej obróbki mechanicznej).

Podsumowując: spawanie laserem stanowi najlepszą metodę spawania, jeśli chodzi o łączenie dużych i cienkich arkuszy, bo jako jedyna pozwala uniknąć odkształceń termicznych w produkcie końcowym. Umożliwia wykonanie w dowolnej pozycji wszelkiego typu i kształtu połączeń. Obejmuje zakres grubości od najcieńszych produkowanych w przemyśle folii i drutów do 12,5-25 mm. Jest to metoda z małą energią liniową i wąską pełną penetracją spoiny, zapewniająca estetyczny rezultat finalny. Jest to również najlepszy rodzaj obróbki spawalniczej, pozwalający zminimalizować utratę własności materiału bazowego, takich jak twardość i wytrzymałość. Dzięki dużym prędkościom spawania znacznie podnoszona jest wydajność procesu produkcyjnego.

U nas czeka na Ciebie największy park maszynowy w Polsce, z najnowszymi technologiami. To efekt działań naszych firm partnerskich, specjalizujących się w produkcji i usługach na zamówienie.

Współpracujemy z setkami firm i mamy dostęp do tysięcy maszyn gotowych do pracy. Dlatego też szybko przedstawimy Ci oferty, z których wybierzesz najwłaściwszą dla siebie. Wśród nich znajduje się spawanie laserem.

Zapraszamy do współpracy!