Лазерная сварка различных металлов и сплавов
Главная проблема традиционных методов сварки заключается в деформации свариваемых металлов из-за сильного перегрева поверхности. Лазерный сварочный аппарат обеспечивает высокую концентрацию энергии в луче, что позволяет нагревать только место сваривания, за счет чего деформация получается минимальной, а соединение прочным и аккуратным. Работая с деталями из разных по составу металлов, для получения однородного проплавления и высококачественного шва, важно учитывать физические свойства материалов: их температуру плавления и способность взаимодействия в расплавленном состоянии.
Для повышения качества сваривания деталей из разнородных материалов применяют один из двух способов:
- Смещение луча на металл с меньшей теплопроводностью и более высокой температурой плавления. Также учитываются такие показатели, как уровень поглощения лазерного излучения, способность к смачиваемости одного компонента другим и их взаимного растворения. Если нужно сварить медь со сталью, лазерный луч смещают в сторону последней, так как медь обладает более высокой теплопроводностью и передаваемое ей тепло попросту рассеется. Сталь же при плавлении хорошо смачивает медь и образует прочное соединение. А в связке сталь-алюминий, несмотря на высокую теплопроводность последнего, луч следует сместить именно на алюминиевую пластину. В противном случае расплавленная сталь доведет алюминий до точки кипения, что станет причиной образования дефектов.
- Использование вспомогательных (промежуточных) металлов. Если мы имеем дело со сплавами и металлами, которые образуют слабые соединения друг с другом, необходимо использовать дополнительные материалы в виде присадок или покрытий. Воздействие на вспомогательный материал также может быть прямым или со смещением. Решение в данном случае принимается исходя из физический свойств задействованных металлов.
Кроме того, физические свойства соединяемых металлов и сплавов влияют на выбор параметров настройки лазерного сварочного аппарата и самого луча. Для того, чтобы металл получил достаточно тепла для плавления, но не перешел к закипанию и деформации, необходимо правильно рассчитать скорость прохождения лазерного луча. А мощность излучения подбирается в зависимости от теплопроводности материала и толщины детали. Если для сваривания заготовок толщиной 3 мм достаточно лазерного аппарата мощностью 1 кВт, то для пластины в 4 мм потребуется агрегат на 1,5 кВт и т.д.
