2.7 Лазерная сварка
2.7 Svařování laserem
Применение лазеров существенно расширяет возможности технологического процесса сварки. С помощью лазеров можно сваривать конструкционные стали и сплавы (титановые, медные, алюминиевые и др.), неметаллы (полиэтилен, полихлорвинил, искусственные ткани и т. п.).
Užití laserů podstatně rozšířilo možnosti technologického procesu svařování. Pomocí laserů je možné svařovat konstrukční oceli a slitiny (titanu, mědi, hliníku a další), nekovy (polyetylen, polyvinylchlorid, syntetická vlákna a tak dále).
В основе лазерной сварки лежит процесс быстрого нагрева малых объемов металла до расплавления, что становится возможным благодаря высокой концентрации энергии в лазерном луче.
Svařování laserem je založeno na principu rychlého zahřátí malého množství kovu do jeho roztavení, což je možné pouze díky vysoké koncentraci energie soustředěné v laserovém paprsku.
Сварка заготовок происходит после достижения на поверхности металла температуры, равной точке его плавления. В зоне воздействия лазерного луча в поверхностном слое материала начинается плавление и перемещение жидкой фазы в глубь свариваемых заготовок. Образуется сварочная ванна, которая проникает на определенную глубину. При перемещении лазерного луча вдоль свариваемых поверхностей формируется сварочный шов.
K procesu svařování polotovarů dochází tehdy, když je na povrchu kovu dosaženo teploty, která je rovna bodu tavení svařovaného kovu. V tu dobu začíná v oblasti působení laserového paprsku na povrchovou vrstvu materiálu docházet k tavení a přemístění kapalné fáze do hloubky svařovaných polotovarů. V souvislosti s tímto procesem vzniká svarová lázeň, která proniká do určité hloubky. Při přemístění laserového paprsku podél svařovaných povrchů dochází k utváření svarového švu.
Основные параметры, которые определяют возможность образования сварного шва ‒ мощность лазерного излучения и время воздействия луча на данном участке. Процесс сварки осуществляется при плотностях мощности примерно 105–106 Вт/см2. Меньшие плотности не обеспечивают плавления металла вследствие высокой теплопроводности, большие могут вызвать испарение и выброс материала из зоны сварки.
Základními parametry, které určují možnosti vzniku svarového švu, jsou výkon laserového záření a doba působení paprsku v určité oblasti. K procesu svařování dochází při hustotě výkonu přibližně o velikosti 105-106 W/cm2. Při nižších hustotách nedochází k tavení kovu v důsledku vysoké tepelné vodivosti a naopak vysoké hustoty mohou způsobit odpaření a výstřik materiálu z oblasti, v níž dochází ke svařování.
Лазерная сварка имеет ряд достоинств: отсутствие контактных воздействий; высокая концентрация энергии; малая продолжительность воздействия лазерного луча в данном участке. Это приводит к существенному снижению зоны термовлияния по сравнению с дуговой сваркой и, как следствие, к малым температурным деформациям; отпадает необходимость применения флюсов при сварке конструкционных сталей и вакуумных камер при сварке химически активных металлов (например, Ti сплавов); cварка ведется, либо на воздухе, либо в среде защитных газов (Аг, Не и др.); cварка осуществляется
в различных пространственных положениях и в труднодоступных местах, например, внутри вакуумных приборов через окна, прозрачные для лазерного излучения; возможность вести сварку без присадочного материала; сварка тонкостенных и миниатюрных деталей, возможность сварки традиционно несвариваемых материалов.
Svařování laserem má řadu výhod: probíhá bezkontaktně, za vysoké koncentrace energie a krátké doby působení laserového paprsku v určité oblasti. Ve srovnání se svařováním elektrickým obloukem to vede k podstatnému zmenšení tepelně ovlivněné oblasti, v jehož důsledku dochází pouze k malým tepelným deformacím, eliminuje nutnost užití tavících přísad při svařování konstrukčních ocelí a vakuových komor při svařování chemicky reaktivních kovů (například slitin Ti), svařování se provádí buď na vzduchu, nebo v přítomnosti ochranných plynů (Ar, He a další), svářování je možné v různých prostorových polohách a na špatně přístupných místech, například uvnitř vakuových zařízení přes okna, která propouští laserové záření, možnost provádět svařování bez přídavného materiálu, možnost svařování tenkostěnných a miniaturních dílců, možnost svařovat materiály, které jsou jinými způsoby prakticky nesvařitelné.
Лазерная сварка цветных металлов с успехом заменяет им процесс пайки. Исключается необходимость использования дорогостоящих припоев. Кроме того, процесс лазерной сварки более экологически чист, чем пайка, так как не требуется применение флюсов.
Laserové svařování neželezných kovů úspěšně nahrazuje proces pájení. Při svařování laserem odpadá nutnost používat nákladné pájkové kovy. Mimo jiné je proces svařování laserem šetrnější k životnímu prostředí než pájení, protože není nutné užití tavicích přísad.
К недостаткам лазерной сварки можно отнести необходимость повышенной точности, как подгонки деталей, так и позиционирования свариваемых деталей относительно луча лазера.
Hlavní nevýhodou svařování laserem je nutnost velmi vysoké přesnosti nejenom při lícování dílců, ale také při určování pozice svařovaných dílců vzhledem k laserovému paprsku.
Do'stlaringiz bilan baham: |