Лазерная сварка

При лазерной сварке нагрев и плавление металла осуществляется лазерным лучом оптического квантового генератора (ОКГ).

Сущность лазерной сварки Лазерный луч по сравнению с обычным световым лучом обладает рядом свойств – направленностью, монохроматичностью и когерентностью.Благодаря направленности лазерного луча его энергия концентрируется на сравнительно небольшом участке. Например, направленность лазерного луча может в несколько тысяч раз превышать направленность луча прожектора.Если обычный «белый» свет состоит из лучей с различными частотами, то лазерный луч является монохроматичным – имеет определенную частоту и длину волны. За счет этого он отлично фокусируется оптическими линзами, поскольку угол преломления луча в линзе постоянен. Когерентность – это согласованное протекание во времени нескольких волновых процессов. Некогерентные колебания светового луча обладают различными фазами, в результате чего могут погасить друг друга. Когерентные же колебания вызывают резонанс, который усиливает мощность излучения.Благодаря вышеперечисленным свойствам лазерный луч может быть сфокусирован на очень маленькую поверхность металла и создать на на ней плотность энергии порядка 10⁸ Вт/см² – достаточную для плавления металла и, следовательно, сварки. Для лазерной сварки обычно используются следующие типы лазеров:

• твердотельные и
• газовые – с продольной или поперечной прокачкой газа, газодинамические.

Лазерную сварку удобно применять при сварке тонких изделий (менее 1мм): ювелирных изделий, аккумуляторов, электроприборов и так далее. Металл нагревается и плавится так быстро, что тонкая кромка не успевает деформироваться, пока металл не затвердеет

Широкое применение лазерная сварка нашла в атомной промышленности, где степень надежности находится на очень высоком уровне, для сварки теплообменников состоящих тонкостенных труб из различных сплавов титана.

Преимущества и недостатки лазерной сварки Исследования эффективности лазерных технологий показали их основные преимущества:
- высокую производительность (цикл при автоматизированной загрузке и выгрузке деталей составляет 0,04 - 4 мин при скорости сварки 40-1000 м / час и толщине свариваемого металла за один проход от долей миллиметра до 20 мм и более);
- низкая трудоемкость (в 3 - 20 раз ниже традиционных способов сварки);
- возможность сварки самого широкого спектра марок сталей, сплавов и материалов: от высоколегированных, высокоуглеродистых марок стали до сплавов меди и титана, пластмасс, керамики, алмазов, стекла и разнородных соединений; - высокое качество сварных соединений (во многих случаях механические свойства швов могут быть обеспечены на уровне свойств основного материала); - минимальный нагрев деталей и деформации (в 3 - 5 раз ниже, чем при дуговой сварке); - возможность сварки в труднодоступных местах и разных пространственных положениях;
- возможность сварки без изменения режима комбинированных изделий, с переменной толщиной в 3-5 и более раз;
- гибкость процесса, возможность быстрой автоматической программируемой и дистанционной перенастройки и переналадки на другие режимы, или технологические процессы; - экономия электроэнергии и присадочных материалов; - хорошие, комфортные условия труда, экологическая чистота. К недостаткам лазерной сварки следует отнести:
-достаточно дорогое оборудование (~1 мм толщины ~0,75-1 кВт ~ 100 тыс.евро);
-высокие требования к качеству сборки соединения (зазор не более 0,1-0,25 мм)

20 Контактная Точечная сварка   Точечная сварка – разновидность контактной сварки, при которой детали соединяются по отдельным участкам касания, ограниченным площадью торцов электродов, передающих усилие сжатия и подводящих электрический ток. Сущность процессаСвариваемые заготовки накладывают друг на друга и зажимают обычно между двумя металлическими электродами с приложением к ним усилия Fсв. После этого включается питание, которое вызывает в проводах, электродах и свариваемых деталях электрический ток величиной до нескольких единиц или десятков кА. В результате в зоне контакта заготовок по оси электродов начинается процесс нагрева и расплавления металла. Уплотняющий поясок пластически деформированного металла, прилегающий к расплаву, предохраняет его от выплеска и взаимодействия с воздухом. Рисунок. Схема точечной сваркиПри достижении расплавленным металлом необходимого объема электрический ток выключается (фаза проковки), что приводит к прекращению тепловыделения в деталях и кристаллизации расплава. Проковка может выполняться без увеличения давления или с повышенным давлением. Через некоторое время с электродов снимается усилие сжатия. Полученное соединение напоминает по форме заклепку и называется сварной «точкой». Рисунок. Циклы и циклограммы точечной сварки Структура и размеры сварной «точки» зависят от силы тока, продолжительности его протекания, формы и размеров рабочей поверхности электродов, усилия сжатия и состояния поверхностей деталей. Типичный диаметр ядра точки составляет 4–12 мм. Для нагрева заготовок при точечной сварке применяются кратковременные импульсы переменного (обычно промышленной частоты 50 Гц, реже частоты 1000 Гц), постоянного или униполярного тока. Электроды изготавливают в основном из меди и ее сплавов, обладающих высокой тепло- и электропроводностью. Недостатки контактной сварки: относительная сложность оборудования, трудность неразрушающего контроля сварных соединений.

Преимуществами мягких режимов являются меньшие потребляемые мощности, по сравнению с жесткими режимами; меньшие нагрузки сети; менее мощные и более дешевые сварочные машины, необходимые для производства точечной сварки; уменьшение закалки зоны сварки. Мягкие режимы применяют для сварки сталей, склонных к закалке. Преимущества — уменьшение времени сварки и повышение производительности. Жесткие режимы применяют при сварке алюминиевых и медных сплавов, с высокой теплопроводностью, деталей неравной толщины и разноименных деталей, а также высоколегированных сталей с целью сохранения коррозионной стойкости^[

Date: 2015-09-26; view: 698; Нарушение авторских прав