Encyklopédia zváračských znalostí: Stručná diskusia o klasifikácii
a zváracie procesy laserového zvárania
V priemyselnej výrobe sa laserové zváranie už dlho používa v oblastiach leteckého a kozmického priemyslu,vysoko presné zváranie, a zváranie špeciálnych materiálov. S rozvojom priemyslu a pokrokom v technológii sa laserové zváranie čoraz viac používa pri zváraní bežných materiálov. Dnes si rozoberieme klasifikáciu laserového zvárania. Laserové zváranie je efektívna a presná metóda zvárania, ktorá využíva laserový lúč s vysokou hustotou energie ako zdroj tepla na spájanie materiálov. Má mnoho výhod, ako je vysoká rýchlosť zvárania, malá deformácia, nízke požiadavky na prostredie zvárania, vysoká hustota výkonu, žiadny vplyv magnetických polí, žiadne obmedzenie vodivých materiálov, žiadna potreba vákuových pracovných podmienok a žiadne generovanie röntgenového žiarenia počas procesu zvárania.
Laserové zváranie možno klasifikovať z rôznych hľadísk:
- Klasifikácia podľa režimu laserového výstupu:
- Kontinuálne laserové zváranie: Počas procesu zvárania sa vytvára súvislý a neprerušovaný tvar zvaru.
- Pulzné laserové zváranieKeďže vstup energie na povrch zváraného dielu je prerušovaný, každý pulzný svetelný bod pôsobí na povrch zváraného obrobku a vytvára kruhový zvarový bod. Podľa rôznych parametrov laseru je možné dosiahnuť rôzne tvary zvarov.
- Klasifikácia podľa hustoty výkonu zaostreného laserového bodu:
- Laserové tepelné vedenie: Hustota výkonu je relatívne nízka, zvyčajne menej ako 10⁵ W/cm². Laser prenáša energiu na povrch zváraného obrobku a zahrieva kovový povrch na teplotu medzi bodom topenia a bodom varu. Teplo sa prenáša do vnútra kovu vedením tepla a vytvára zvar, ktorý je podobný volfrámovému inertnému spoju.zváranie plynom (TIG).
- Laserové zváranie s hlbokým prienikom (zváranie kľúčovou dierkou): Keď je hustota laserového výkonu pôsobiaca na kovový povrch väčšia ako 10⁵ W/cm², vysokovýkonný laserový lúč pôsobí na povrch kovového materiálu, čo spôsobuje lokálne tavenie a vytvára „kľúčovú dierku“. Laserový lúč preniká do vnútra roztaveného kúpeľa cez „kľúčovú dierku“ a vytvára zvar.
- Klasifikácia podľa režimu riadenia:
- Ručný laserový zvárací stroj
- Automatický laserový zvárací stroj
- Laserový zvárací stroj Galvo
- Klasifikácia podľa typu laseru:
- YAG laserový zvárací stroj
- Polovodičový laserový zvárací stroj
- Zvárací stroj s vláknovým laserom
1. Zváranie lietajúcim laserom
Zváranie lietajúcim laserom kombinuje výhody diaľkového zvárania, galvanometrov a manipulátorov a je vybavené profesionálnym softvérom na spracovanie grafiky na dosiahnutie okamžitého zvárania s viacerými trajektóriami v trojrozmernom priestore.
Hlavné aplikácie:
Používa sa na výrobky ako karosérie automobilov, sedadlá a bežné automobilové diely. Pokiaľ ide o materiály, možno ho použiť na rôzne bežné materiály, ako sú oceľové plechy, plechy valcované za studena a hliníkové zliatiny, ako aj na kompozitné materiály a zliatiny, ako sú zliatiny horčíka a hliníka.
★ Výhody:
- Kompatibilné s akýmkoľvek typom zvaru
- Vhodné pre akýkoľvek smer zvárania
- Používateľom definované rozloženie zvarov/bodov
- Optimalizované rozloženie napätia
- Schopný vysokorýchlostného bodového zvárania, švového zvárania, prekrývajúceho zvárania, tupého zvárania, kútového zvárania a prekrývajúceho zvárania
- Synchronizácia v reálnom čase medzi zváracou hlavou a robotom pre urýchlenie procesu laserového zvárania
- Menšia požiadavka na podlahovú plochu
- Nižšie náklady na údržbu a logistiku
2. Špirálové laserové zváranie
Ide o metódu laserového zvárania s dvojitou klinovou laserovou osciláciou, ktorá sa realizuje vybavením špeciálneho modulu kývania na zváracej hlave. To umožňuje, aby zaostrený svetelný bod vytvoril špirálový zvar počas pohybu zváracej hlavy.
Hlavné aplikácie:
Zváranie pántov, výmenníky tepla, rúrkové výmenníky tepla, zváranie hrubých rúr v ropnom a plynárenskom priemysle, zváranie prírub a zváranie hliníkových zliatin atď.
★ Výhody:
- Širší zvar
- Extrémne vysoká opakovateľnosť spracovania/stabilita procesu
- Lepšia tvorba zvaru
- Jednoduchšie dodatočné spracovanie a hladší povrch zváraného obrobku
- Vynikajúca schopnosť zvárania hliníkových zliatin
3. Laserové spájkovanie
Laserové spájkovanie je metóda, ktorá používa prídavný kov s bodom topenia nižším ako je bod topenia základného kovu. Prídavný kov na spájkovanie sa zahrieva na teplotu vyššiu ako je jeho bod topenia, ale nižšiu ako je teplota topenia základného kovu. Tekutý prídavný kov na spájkovanie zmáča základný kov, vypĺňa medzeru v spoji a difunduje so základným kovom, čím sa dosiahne spojenie zvarových častí.
Hlavné aplikácie:
Zváranie hliníkových rámových konštrukcií karosérie, ako je spojenie medzi strechou a bočnou stenou a dverami.
★ Výhody:
- Znižuje chyby čisto laserového zvárania, ako sú póry, praskliny a nadmerné medzery medzi výrobkami
- Zlepšuje pevnosť zvaru a dosahuje perfektný zvarový šv
- Počas spájkovania sa taví iba prídavný kov na spájkovanie, zatiaľ čo základný kov nie.
- Malá deformácia spájkovaných spojov, hladký a estetický vzhľad, vhodné na presné zváranie zložitých komponentov vyrobených z rôznych materiálov
- Malá tepelne ovplyvnená zóna a vysoká pevnosť v tlaku
4. Zváranie laserovým drôtom
Zváranie laserovým drôtom je metóda, ktorá používa prídavný kov z rovnakého alebo podobného materiálu ako základný kov. Základný kov a prídavný kov na spájkovanie sa roztavia a potom stuhnú, čím vytvoria zvar.
Hlavné aplikácie:
Zváranie celých konštrukčných častí karosérie vozidiel a automobilových dielov.
★ Výhody:
- Znižuje chyby pri čistom laserovom zváraní, ako sú póry a praskliny
- Zlepšuje mieru kvalifikácie zváraných výrobkov a umožňuje mierne väčšie medzery medzi zváranými výrobkami
- Základný kov sa počas zvárania taví a pevnosť zvaru je vyššia ako pevnosť základného kovu.
5. Oscilačné spájkovanie
Prostredníctvom ALO3 integruje funkcie tvarovania lúča a sledovania zvaru do toho istého zariadenia. Prídavný drôt sa môže použiť ako mechanický senzor.
Hlavné aplikácie:
Laserové spájkovanie bielych karosérií, najmä vrátane laserového spájkovania strešných krytov a veka kufra, ako aj spájkovania automobilových dielov. Kolísanie dielov a chyby upínacích prvkov často výrazne zvyšujú náročnosť laserového spájkovania, čo vedie k extrémne ťažkému ladeniu procesu laserového zvárania. Oscilačné spájkovanie však dokáže efektívne upraviť vlastný smer zvárania. Vďaka funkciám sledovania zvaru a automatickej kompenzácie ohniskovej vzdialenosti umožňuje jednoduché vedenie a zaostrovanie laserového lúča, realizáciu zmien smeru, vysokú automatizáciu, vysokú rýchlosť zvárania a vysokú účinnosť, čím sa zachováva kvalita zvárania.
★ Výhody:
- Sledovanie zvaru na určenie trajektórie zvaru obrobku v reálnom čase
- Adaptívne nastavenie trajektórie zvárania v troch smeroch XYZ podľa rôznych odchýlok obrobku pre dosiahnutie dobrej kvality zvárania
- Zlepšuje konzistentnosť zvárania produktov
6. Trojbodové spájkovanie
K šošovke je pridaný dvojbodový modul. Počas zvárania trojbodový modul v spájkovacej optike rozdeľuje jeden lúč do troch lúčov, čím poskytuje riešenie pre spájkovanie žiarovo pozinkovaných oceľových plechov a vytvára plochejší zvar bez praskania.
Hlavné aplikácie:
Spájkovanie bielych karosérií z hliníkových zliatin, laserové spájkovanie strešných krytov a veka kufra a spájkovanie automobilových dielov atď.
★ Výhody:
- Stabilnejší a spoľahlivejší proces spájkovania
- Vyššia rýchlosť
- Vyššia pevnosť
- Lepšia kvalita vzhľadu zvarov žiarovo pozinkovaných plechov
- Proces online čistenia
- Dynamické nastavenie energie
7. Hybridné zváranie s viacerými vlnovými dĺžkami
Hybridné zváranie s viacerými vlnovými dĺžkamije inovatívny zvárací proces, ktorý ako prvý vyvinula spoločnosť Lianying Laser. Prekrýva dva laserové lúče s rôznymi vlnovými dĺžkami, čím sa osi oboch lúčov v priestore zhodujú. Laser s hlavnou vlnovou dĺžkou sa používa hlavne na zváranie, zatiaľ čo laser so sekundárnou vlnovou dĺžkou sa používa hlavne na predhrievanie zváracieho drôtu a základného kovu, čím sa znižuje rýchlosť chladenia roztaveného kovu v zváracom kúpeli. Je vhodný najmä pre hliníkové zliatiny, horčíkové zliatiny, medené zliatiny atď.
★ Výhody:
- Znižuje obsah pórov
- Zvyšuje stabilitu zvarovej húsenice a zvyšuje účinnosť zvárania
- Účinne zmierňuje tepelné namáhanie, redukuje trhliny, zlepšuje pevnosť zvaru a dosahuje zvarové húsenice s relatívne jednotným vzhľadom.
Záverom možno povedať, že v súčasnosti v laserovom priemysle ako celku stále zaujímajú vedúce postavenie zahraničné technológie a zariadenia. Sú komplexne pokročilé vo všetkých aspektoch, od laserových hostiteľov a optických procesných hláv až po pomocné zariadenia, ako sú chladiče, merače výkonu, monitorovanie počas zvárania, kontrola po zváraní a kalibrátory TCP. Domáce podniky vynakladajú maximálne úsilie, aby ich dobehli. V oblasti aplikácií laserového zvárania sa však Čína relatívne priblížila k medzinárodnej pokročilej úrovni a objavilo sa množstvo vysokokvalitných podnikov, ktoré dosahujú vynikajúce výsledky.
Čas uverejnenia: 05.09.2025
