Лазерная сварка металла: принцип работы лазерной сварки

В статье расскажем о преимуществах лазерной сварки, какие металлы можно сваривать и стоит ли покупать лазерную сварку на Валберис

Оглавление

Принцип работы лазерной сварки

Лазерная сварка — это технология, которая соединяет металлы методом плавления с помощью лазерного луча. В лазерном источнике формируется мощный сфокусированный луч. Нагреваясь, он проникает внутрь материала и расплавляет его.

Традиционные виды сварок отлично справляются с крупными деталями, например, с конструкционными балками или большими трубами. Но у аппаратов есть значительные минусы: например, на традиционной сварке не соединить тонкие и хрупкие детали или металлы с разной степенью плавления. Лазерная сварка решает эти проблемы.

Принцип работы лазерной сварки металла

Подробнее о том, из чего состоит аппарат лазерной сварки, читайте в статье Ручная лазерная сварка. Аппарат ручной лазерной сварки

Лазерная сварка металла: преимущества аппарата лазерной сварки

Ключевые преимущества аппарата лазерной сварки:  

  • Высокая точность. Лазерная сварка создает аккуратные швы, минимизирует искажения и гарантирует качественный результат.
  • Скорость и эффективность. Технология лазерной сварки значительно ускоряет работу, потому что не требует длительного обучения оператора, ручного труда и постобработки, например, зачистки швов.
  • Универсальность. Сварку используют с разными металлами и сплавами, потому что лазер сваривает металлы с разной степенью плавления. А также применяют в ювелирной индустрии, чтобы получить очень точные сварочные элементы.
  • Бесконтактный процесс. Снижается риск загрязнения и повреждения деталей и оборудования. 
  • Ускорение процесса. Для выполнения лазерной сварки не требуется специальной подготовки оператора и применения электродов и защитного шлема. Чтобы приступить к работе, достаточно настроить параметры на панели аппарата, подать газ и провести сварку. Кроме того, после лазерной сварки материал не нуждается в дополнительной обработке.

Лазерная сварка металла

О преимуществах и недостатках лазерной сварки читайте в статье Лазерная сварка. Преимущества и недостатки, советы по выбору

Материалы для сварки: какие материалы можно сваривать

Обработка легированных сталей

При соединении титана, вольфрама и алюминия часто применяют сварку без присадок и защитных газов. Для тонких листов полезна расфокусировка лазерного луча, чтобы предотвратить избыточное выжигание материала.

  • Сварка внахлест. Этот метод предполагает наложение деталей друг на друга, после чего они плотно прижимаются с зазором не более 0,2 мм и свариваются.
  • Сварка встык. Идеально подходит для соединения узких и длинных деталей по краям. При формирования шва для защиты от окисления используются инертные газы, такие как азот или аргон.

Виды сварочных швов

Таким образом, обе технологии обеспечивают надежные и качественные соединения, учитывая особенности материалов и конструкции

Материалы, которые используются в сварке

Сталь. Лазерные технологии применяются в сварке углеродной и нержавеющей стали, включая сплавы. Однако необходимо использовать специальные методы и условия, чтобы свести недостатки этих материалов к минимуму:

  • Чем выше содержание углерода в стали, чем хуже свариваемость материала. В зонах термического воздействия возникают закалочные структуры, которые приводят к трещинам.
  • В легированных сталях происходит окисление легированных компонентов, поэтому используют инертный газ, например, гелий. 

Алюминий. Сварка алюминия лазером сложнее сварки стали, потому что алюминий мягче и имеет отражающие свойства. Ключевые факторы:

  • Теплоотводимость. Высокая теплопроводность алюминия требует большего количества энергии лазера для достижения плавления.
  • Плавкость. Высокая плавкость этого металла делает создание качественного шва сложным и вызывает дефекты.
  • Окисление. Быстрый процесс окисления алюминия требует применения очистки или защитных газов, например, аргона, для повышения качества соединения.

Титан. Лазерная сварка титана обеспечивает создание прочных соединений с минимальными деформациями. Эта технология ускоряет процесс по сравнению с традиционными методами.

Медь. Лазерная сварка подходит для соединения медных компонентов и проводников, а также медных сплавов. Однако процесс сварки меди может быть более сложным из-за высокой теплопроводности и отражающей способности этого материала. Тепло от расплава рассеивается по всей заготовке. Это вызывает переохлаждение сварочного шва. Чтобы избежать дефектов, рекомендуют прогреть металл до +350–600°С с помощью газовой горелки.

Латунь. Для выполнения сварки латуни и ее сплавов требуется точная настройка лазерного оборудования. Латунь — сплав меди и цинка, у которых температура плавления значительно отличается. Контроль параметров лазерного излучения (мощность, скорость, фокусировка) и использование технологий предварительной очистки и защитных газов являются необходимыми мерами.

Никелевые сплавы. Лазерная сварка эффективна для никелевых сплавов благодаря высокому уровню прочности и устойчивости к коррозии, что делает их особенно подходящими для применения в аэрокосмической и энергетической отраслях. Эта технология обеспечивает высокий уровень точности и контроля, минимизируя термические и механические повреждения, что критически важно для ответственных приложений.

Лазерная сварка металла

Какие материалы сваривать нельзя

Сварка различных металлов может быть сложной задачей из-за различий в их химическом составе, температурах плавления, коэффициентах теплового расширения.

  • Алюминий и сталь: разные коэффициенты теплового расширения и реакционная способность, которые могут вызывать такие проблемы, как деформация, трещины и пористость, делают эти два материала сложными для сварки.
  • Титан и сталь: Опять же, коэффициенты теплового расширения и реактивность делают эти материалы трудно соединяемыми. Кроме того, титан имеет низкую теплопроводность, что затрудняет контроль тепла во время сварки.
  • Медь и алюминий: Оба эти материала являются химически активными, особенно медь, и имеют разные коэффициенты теплового расширения, что приводит к дефектам сварки, таким как трещины и пористость.

Кроме того, алюминиевые материалы при сварке выделяют оксид алюминия, который может привести к оседанию пыли в дыхательных путях

Это черевато развитием алюминоза — патологическому изменению в легких

Подробнее об особенностях сварки разнородных металлов читайте в статье Лазерная сварка разнородных металлов и сплавов 

Лазерная сварка, очистка и резка металла

Ассортимент лазерных аппаратов на рынке велик. Можно выбрать конкретную модель для определенных функций, например, только для очистки, резки или сварки металлов. Бренд WATTSAN пошел дальше и создал многофункциональное оборудование 4в1 и 5в1 — 4 аппарата в одной руке.

Сварочный аппарат 4в1 варит и режет металл, очистит даже самую въевшуюся ржавчину и зачистит швы, чтобы избежать местной коррозии. И главное, не нужно ничего пересобирать, достаточно сменить сопла. Сварка позволяет получить:

  • Качественный шов, как у опытного сварщика;
  • Сварку разных материалов;
  • Отсутствие дыма, грязи и шума.
Сопла лазерной сварки
Сопла для аппарата лазерной сварки

Ручная лазерная сварка 4в1 от Wattsan представлена в комплектациях с одним зеркалом (G1) и с двумя зеркалами (G2). Наличие двух зеркал расширяет возможности аппарата, позволяя сваривать материалы с применением различных типов швов, таких как линия, круг, восьмерка, песочные часы, двойной круг и треугольник.

Типы швов лазерной сварки

И для самых продвинутых — многофункциональная сварка 5в1! Характеристики модели аналогичны 4в1, но добавляется специальное сопло для сварки аккумуляторов. Насадка сваривает клеммы с контактами аккумулятора и не перегревает его.

О принципах работы лазерного аппарата 4в1 и 5в1 читайте в статье Лазерная сварка 3в1 в прошлом: НОВИНКА 4в1 и 5в1 

Ошибки при сварке

Несоблюдение технологий лазерной сварки может привести к деформациям материала и сварочного шва:

  • Пористость. Этот дефект возникает из-за недостаточной защиты сварочной зоны, что создает условия для образования пузырьков воздуха в металле. Пористость ослабляет прочность соединения и может привести к его разрушению.
  • Растрескивание. Трещины возникают по причине низкого качества исходных материалов или неправильной настройки оборудования. Это создает угрозу для прочности шва и может привести к его преждевременному разрушению.
  • Неравномерный шов. Эта проблема появляется при неправильно установленных параметрах аппарата, слишком высокой скорости перемещения лазерной головки или использовании некачественного оборудования. Это вызывает образование микротрещин на поверхности сварного шва.
  • Поверхностные дефекты. К ним относятся шлаковые включения, коррозия, загрязнения, наплывы и кратеры, которые могут существенно снизить прочность сварного соединения.

Для предотвращения таких недостатков крайне важно строго придерживаться установленных технологических процессов и правильно настраивать оборудование

Эффективная работа с лазерными установками требует наличия соответствующего опыта и специальных знаний

Аппарат лазерной сварки

Купить лазерную сварку для металла на Wildberries

На YouTube завирусилось видео, где рассказывают, как купить лазерную сварку для металла на Валберис. И скажем сразу, это плохая идея. Как оказалось, новость была фейком и, конечно, на маркетплейсах подобное оборудование не купить. Где еще не стоит брать аппараты для сварки расскажем ниже.

  • Б/У оборудование. Приобретение подержанного станка может быть дешевле нового, но состояние деталей остается под вопросом. Нет гарантии, что он прослужит заявленный срок. Покупка связана с риском дополнительных затрат, которые могут превысить стоимость нового оборудования.
  • AliExpress. Покупка на популярной торговой платформе может привлечь низкой ценой, но есть риск получить «кота в мешке» — неработающий или низкокачественный станок от неизвестного производителя. Это приводит к проблемам с растаможиванием и дополнительным расходам, а также к трудностям в поиске деталей для ремонта.

Аппараты лазерной сварки

Лазерная сварка металла для дома

А можно ли приобрести лазерную сварку для домашнего использования? Да, однако следует тщательно подойти к выбору аппарата: сварка должна быть компактной, чтобы не занимала много места и легко перемещаться. Кроме того, важно соблюдать требования безопасности.

Мы уже писали о том, как выбрать ручную лазерную сварку для дома. Если хотите узнать, какую лазерную сварку купить, читайте дальше

Купить лазерную сварку для металла

Выбрать аппарат для лазерной сварки — ответственный процесс, ведь от оборудования будет зависеть качество готовых изделий. Обратите внимание на два бренда — Wattsan и IPG.

Выше уже рассказали про многофункциональные аппараты 4в1 и 5в1 — это незаменимые помощники во всем, что касается сварки, очистки и резки металла. 

Ручная лазерная сварка 4 в 1 Wattsan G2 Raycus 1000 Вт справится со сваркой металла, на поверхности которого есть загрязнения, очистит материал без повреждений и не ударит по кошельку. Стоимость станка значительно ниже, чем ели покупать все аппараты по отдельности.

Ручная лазерная сварка IPG LightWELD 1500 XR — новое поколение сварок и ответ традиционным MIG и TIG.

  • Вес аппарата — всего 53 кг, что делает сварку компактной и мобильной. Для сравнения, средний вес лазерных сварок — 150-200 кг.
  • Гарантирует качественную сварку без расходных материалов.
  • Сохранение 50 индивидуальных режимов, которые оператор использует чаще, что сэкономит время настройки перед работой.
  • Стабильность лазера позволяет создавать качественный шов с постоянной мощностью от 150 до 1500 Вт.
Ручная лазерная сварка 5 в 1 Wattsan G2 Pro Raycus 1000 Вт
Ручная лазерная сварка 5 в 1 WATTSAN G2 Pro
Система ручной лазерной сварки IPG LightWELD 1500 XR
Система ручной лазерной сварки IPG LightWELD

С полным ассортиментом станков можно ознакомиться на сайте

Видео «Ручная лазерная сварка металла #wattsan 5 в 1: сварка, чистка шва, резка и ... »

Вывод

Лазерная сварка — наиболее эффективный метод сварки металла, который не деформирует материал, выдает точный результат и подходит для многих сфер промышленности. А многофункциональные аппараты позволяют выполнять резку, очистку и сварку на одном станке

Убедитесь в универсальности наших станков лично! Посетите демозалы в Санкт-Петербурге, Москве, Казани, Екатеринбурге, Краснодаре и Минске, где сможете задать интересующие вопросы менеджерам

Наши акции