Lazeriai padarė revoliuciją gamyboje, o viena iš pagrindinių lazerinių technologijų yrašaltas lazerinis suvirinimas. Bet kas iš tikrųjų yra šaltasis lazerinis suvirinimas ir kaip jis veikia? Šiame straipsnyje išsamiai apžvelgiamas šaltojo lazerinio suvirinimo procesas, jo pranašumai ir pritaikymas įvairiose pramonės šakose.
Kas yra šaltasis lazerinis suvirinimas?
Šaltasis lazerinis suvirinimas, taip pat žinomas kaip suvirinimas lazerio spinduliu, naudoja fokusuotą lazerio spindulį kaip koncentruotą šilumos šaltinį, kad sujungtų du metalo gabalus. Lazerio spindulys išlydo ir sulydo medžiagas jungties vietoje be reikšmingo aplinkos kaitinimo.
Skirtingai nuo tradicinių suvirinimo būdų, kuriuose naudojamos liepsnos arba elektros lankai, suvirinimas lazeriu remiasi nuosekliu monochromatiniu fotonų pluoštu. Kai didelio energijos tankio lazeris atsitrenkia į paviršių, jis greitai įkaista, išsilydo ir išgarina medžiagą, sudarydamas nedidelį suvirinimo baseiną. Šis aušinimo procesas vyksta taip greitai, kad šiluma neišsisklaido už artimiausios zonos ribų.
Kaip veikia šaltas lazerinis suvirinimas?
Šaltojo suvirinimo lazeriu metu dvi dalys laikomos kartu suspaudimo įtaise. Labai sufokusuotas lazerio spindulys sklinda išilgai jungties linijos, kad suvirintų siūlę. Procesą sudaro trys pagrindiniai etapai:
1. Lazerio kaitinimas ir lydymas – lazerio spindulys prasiskverbia į viršutinę medžiagą ir akimirksniu įkaitina apatinę jungties dalį, kad susidarytų lydalo baseinas.
2. Maišymas ir lydymas – išlydytos medžiagos susimaišo ir teka kartu, veikiant paviršiaus įtempimo jėgoms, kad būtų pasiektas susiliejimas.
3. Greitas kietėjimas – išlydyta medžiaga greitai atvėsta ir sukietėja lazeriui judant išilgai suvirinimo linijos. Taip susidaro didelio stiprumo jungtis.
Pagrindinis suvirinimo lazeriu privalumas yra koncentruotas šilumos įvedimas. Kad būtų galima suvirinti, reikia šildyti tik nedidelį kiekį medžiagos, todėl aplinkiniai netaurieji metalai yra šalti. Taip procesas gavo pavadinimą „šaltasis suvirinimas lazeriu“.
Šaltojo suvirinimo lazeriu pranašumai
Yra keletas pagrindinių privalumų, dėl kurių šaltasis lazerinis suvirinimas yra naudingas daugeliui pritaikymų:
- Minimalus šilumos iškraipymas – kadangi reikia šildyti tik nedidelį plotą, dalys minimaliai deformuojasi arba susitraukia. Tai leidžia tiksliai suvirinti gležnus elementus.
- Didelis aušinimo greitis – greitas aušinimas suteikia smulkiagrūdę suvirinimo struktūrą su patobulintomis mechaninėmis savybėmis.
- Mažas liekamasis įtempis – lazeris sukelia mažiau iškraipymų, todėl suvirinimo jungtyje sumažėja liekamasis įtempis.
- Maža karščio paveikta zona – šiluma išsisklaido per 0,04 colio (1 mm) nuo suvirinimo siūlės, išvengiant žalos aplinkinei medžiagai.
- Didelis suvirinimo greitis – lazeriai užtikrina greitesnį ir efektyvesnį suvirinimą, palyginti su tradiciniais suvirinimo būdais.
- Lengvai automatizuojama – lazerio spindulį galima programuoti ir tiksliai valdyti, kad būtų galima automatizuoti didelės apimties gamybą.
- Gilesnis įsiskverbimas – Lazerinis suvirinimas gali lengviau prasiskverbti ir sujungti storesnes metalo dalis.
- Geresnė kokybė – smulkus lazerio spindulys sukuria lygias, be purslų ir nuoseklias suvirinimo siūles.
Šaltojo lazerinio suvirinimo taikymas
Štai keletas pramonės šakų, kuriose šiandien naudojamas šaltasis lazerinis suvirinimas, pavyzdžiai:
- Aerospace – orlaivių ir erdvėlaivių komponentai, pvz., variklių dalys, lėktuvų korpusai ir turbinos.
- Medicina – Medicinos prietaisai, chirurginiai instrumentai, ortopediniai implantai.
- Elektronika – Akumuliatorių ąselės, elektros kontaktai, kompiuterių komponentai.
- Automobiliai – Sėdynių rėmai, pagal užsakymą suvirinti ruošiniai, transmisijos dalys.
- Buitinė technika – buitinė technika, pavyzdžiui, maišytuvai, poveržlės, šaldytuvai.
- Papuošalai – metalų ir lydinių litavimas žieduose, laikrodžiuose ir grandinėlėse.
Lazerinis suvirinimas gali būti naudingas beveik bet kokiai programai, kuriai reikalingas metalo sujungimas. Tiksli, lokalizuota šilumos įvestis leidžia atlikti aukštos kokybės suvirinimo siūles be iškraipymų, tinkančių subtiliems ir sudėtingiems komponentams.
Apibendrinant galima pasakyti, kad šaltasis lazerinis suvirinimas yra greita, švari ir efektyvi alternatyva tradiciniams suvirinimo technikoms. Lazerio spindulys sukuria stiprias, tikslias suvirinimo siūles su minimaliu poveikiu aplinkinėms sritims. Lazerinėms technologijoms toliau tobulėjant, šaltasis lazerinis suvirinimas ir toliau plėsis į naujas taikymo sritis visose gamybos pramonės šakose.
„Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.“ yra aukštųjų technologijų įmonė, kuri specializuojasi MTTP, automatinės lazerinės apdailos įrangos, didelės spartos lazerinės apdailos įrangos, lazerinio gesinimo įrangos, lazerinio suvirinimo įrangos ir 3D spausdinimo įrangos tyrime ir plėtroje. Mūsų lazerinio suvirinimo įranga yra ekonomiška ir parduodama šalyje ir užsienyje. Jei jus domina mūsų gaminiai, susisiekite su mumis elbob@gshenglaser.com.
Nuorodos:
1. Katayama, S. (2013). Lazerinis suvirinimas automobilių pramonėje. Suvirinimas lazeriu (p. 85-104). Woodhead Publishing.
2. Paruošta, JF (2001). Lazerių pramoninis pritaikymas. Akademinė spauda.
3. Dawes, C. (2006). Suvirinimas lazeriu: praktinis vadovas. Elsevier.
4. Schaeffer, R. (1999). Šaltasis suvirinimas. asm vadove (t. 6, p. 703-710). Asm International.
5. Steen, WM ir Mazumder, J. (2010). Lazerinis medžiagų apdorojimas. Springer mokslo ir verslo žiniasklaida.