Lasersko zavarivanje
Preciznost sa fokusiranom svjetlošću — uski šavovi, minimalna toplina, najveća brzina
AI generated Kod laserskog laserska zraka skuplja svoju energiju na sićušnu točku i tali materijal bez kontakta. Rezultat su izuzetno uski, duboki šavovi s minimalnom i deformacijama — mjerilo za preciznost i brzinu u serijskoj proizvodnji.
radi potpuno drugačije od svih elektrolučnih postupaka: ovdje ne tali , nego fokusirana laserska zraka. Zraka koncentrira svoju energiju na točku od djelića milimetra — gustoća energije je toliko visoka da metal tamo trenutno ispari i nastane „parni kanal" (keyhole). Laser „probođe" kroz materijal, a iza fokusa se rastaljena kupka ponovno zatvara u šav.
Rezultat je prava suprotnost od REL-a:
• Izuzetno uski, duboki šavovi: Odnos dubine i širine može biti 10:1 i više.
• Minimalna : Toplina se koncentrira na točku, ostatak dijela ostaje hladan — gotovo bez deformacija, gotovo bez promjena strukture.
• Najveća brzina: Tanki limovi se zavaruju u djelićima sekunde.
Uz to: Bez kontakta. Laseru ne treba elektroda, ni kontakt žice, ni gorionik na radnom komadu. To omogućuje na teško pristupačnim mjestima i savršenu automatizaciju s robotima.
Koji laseri postoje?
Razlikuju se prema mediju koji stvara svjetlost:
• CO₂ laser (10,6 µm): Klasik za debele čelične limove. Dugo je bio standard, danas je u tehnici zavarivanja uglavnom zamijenjen.
• Vlaknasti laser (cca 1,06 µm): Moderni standard. Kompaktan, najveća učinkovitost, svjetlost se može voditi kroz stakleno vlakno. Idealno za robote i fine šavove.
• Disk laser (cca 1,03 µm): Vrlo velika snaga uz izvrsnu kvalitetu zrake — za debele limove i velike brzine.
• Diodni laser: Izravno iz poluvodiča, mekša zraka — više za tvrdo lemljenje i navarivanje.
Nekad je postojao i Nd:YAG čvrsti laser (1,06 µm) kao prijelazno rješenje; danas dominiraju vlaknasti i disk laseri.
Zašto vati, a ne amperi?
Zato što su to dvije različite fizikalne veličine. Kod snaga je struja puta napon — a budući da je napon luka približno konstantan (20–40 V), struja u amperima izravno upravlja toplinom. Kod lasera zraka daje svjetlost (fotone), a ne električnu struju — relevantna, izravno mjerljiva veličina je optička snaga = energija po sekundi = vat. U zraki jednostavno nema „struje". Uređaj doduše vuče električnu snagu iz utičnice (također u vatima), ali je s 30–50 % učinkovitosti pretvara u lasersku svjetlost. Zato se laseri klasificiraju prema svojoj optičkoj izlaznoj snazi u vatima — tipično 0,5–20 kW, ovisno o debljini lima.
Koji plin se koristi?
Procesni/ kod lasera ima dvije zadaće: štiti kupku od oksidacije i kontrolira oblak plazme iznad šava koji slabi zraku:
• Helij: Najbolje potiskuje plazmu — za duboke zavare, osobito kod CO₂ lasera.
• Argon: Standard za vlaknaste i disk lasere na čeliku i nehrđajućem čeliku.
• Dušik: Za nehrđajući čelik (stabilizira strukturu), ali s opasnošću od pora.
• Pocinkani limovi: Posebne plinske mješavine, jer ispareni cink može razderati šav.
Dva osnovna postupka:
• Zavarivanje provođenjem topline: Pri maloj snazi zraka tali samo površinu — široki, plitki, glatki šavovi, slično lemljenju.
• Dubinsko zavarivanje (keyhole): Pri velikoj snazi zraka probija materijal — duboki, uski šavovi za konstrukcijske spojeve.
Primjene su domena preciznosti i serijske proizvodnje: automobilska industrija (dijelovi karoserije, mjenjači), baterijske ćelije, kućišta elektronike, medicinski dijelovi i sve gdje bi deformacija bila problem.
Cijena: Uređaji su skupi, priprema šava mora biti točna (zazor blizu nule), a sigurnost zahtijeva lasersku klasu 4 sa zatvorenim kabinama. Za pojedinačnu proizvodnju u radionici laser je rijetko prvi izbor — tamo vladaju MAG ili TIG .