Lazerinis suvirinimas
Precizija sutelktos šviesos pagalba — siauros siūlės, minimali šiluma, didžiausias greitis
AI generated Lazerinio metu lazerio spindulys sutelkia energiją į mažytį tašką ir be kontakto lydo medžiagą. Rezultatas — itin siauros, gilios siūlės su minimalia ir deformacija — precizijos ir greičio etalonas serijinėje gamyboje.
veikia visiškai kitaip nei visi lanko metodai: čia netirpdo joks , o sutelktas lazerio spindulys. Spindulys sutelkia savo energiją į tašką, mažesnį už milimetro dalį — energijos tankis toks didelis, kad metalas akimirksniu išgaruoja ir susidaro „garų kanalas“ (Keyhole). Lazeris „pramuša“ medžiagą, o už fokusavimo taško lydalas vėl susijungia į siūlę.
Rezultatas yra visiška priešingybė rankiniam lankiniam suvirinimui (SMAW):
• Itin siauros, gilios siūlės: gylio ir pločio santykis gali būti 10:1 ir daugiau.
• Minimali : šiluma sutelkiama į tašką, likusi detalės dalis lieka šalta — beveik jokio deformacijos, beveik jokio struktūros pasikeitimo.
• Didžiausias greitis: ploni lakštai suvirinami per sekundės dalis.
Be to: bekontaktis. Lazeris nereikalauja elektrodo, vielos kontakto, degiklio ant ruošinio. Tai leidžia sunkiai prieinamose vietose ir puikiai automatizuoti su robotais.
Kokie lazeriai būna?
Jie skirstomi pagal terpę, kuri sukuria šviesą:
• CO₂ lazeris (10,6 µm): klasika storam plieno lakštui. Ilgą laiką buvo standartas, šiandien suvirinimo technikoje beveik visiškai pakeistas.
• Skaidulinis lazeris (apie 1,06 µm): šiuolaikinis standartas. Kompaktiškas, didžiausias efektyvumas, šviesą galima nukreipti šviesolaidžiu. Idealus robotams ir smulkioms siūlėms.
• Diskinis lazeris (apie 1,03 µm): labai didelė galia esant puikiai pluošto kokybei — storam lakštui ir dideliems greičiams.
• Diodinis lazeris: tiesiai iš puslaidininkių, minkštesnis spindulys — labiau kietajam litavimui ir apklotų suvirinimui.
Anksčiau dar buvo Nd:YAG kietojo kūno lazeris (1,06 µm) kaip tarpinis sprendimas; šiandien dominuoja skaiduliniai ir diskiniiai lazeriai.
Kodėl vatai, o ne amperai?
Nes tai du skirtingi fizikiniai dydžiai. galia yra srovė kartų įtampa — ir kadangi lanko įtampa beveik pastovi (20–40 V), srovė amperais tiesiogiai valdo šilumą. Lazerio atveju spindulys tiekia šviesą (fotonus), o ne elektros srovę — svarbus, tiesiogiai matuojamas dydis yra optinė galia = energija per sekundę = vatai. Spindulyje tiesiog nėra jokios „srovės“. Įrenginys iš elektros tinklo ima elektros galią (taip pat vatais), bet paverčia ją lazerio šviesa su 30–50 % naudingumo koeficientu. Todėl lazeriai klasifikuojami pagal jų optinę išėjimo galią vatais — įprastai 0,5–20 kW, priklausomai nuo lakšto storio.
Kokios dujos naudojamos?
Proceso/ lazeriuje atlieka dvi funkcijas: apsaugo lydalo vonelę nuo oksidacijos ir kontroliuoja plazmos debesį virš siūlės, kuris silpnina spindulį:
• Helis: geriausiai slopina plazmą — giliam suvirinimui, ypač su CO₂ lazeriais.
• Argonas: standartas skaiduliniams ir diskiniams lazeriams ant plieno ir nerūdijančio plieno.
• Azotas: nerūdijančiam plienui (stabilizuoja struktūrą), bet yra porų rizika.
• Cinkuoti lakštai: specialūs dujų mišiniai, nes garuojantis cinkas gali suplėšyti siūlę.
Du pagrindiniai metodai:
• Šilumos laidumo suvirinimas: esant mažai galiai spindulys tirpdo tik paviršių — plačios, plokščios, lygios siūlės, panašiai kaip litavimas.
• Gilusis suvirinimas (Keyhole): esant didelei galiai spindulys pramuša medžiagą — gilios, siauros siūlės struktūriniams sujungimams.
Taikymo sritys yra precizikos ir serijinės gamybos sritis: automobilių pramonė (kėbulo dalys, pavarų dėžės), baterijų elementai, elektronikos korpusai, medicinos technikos dalys ir viskas, kur deformacija būtų problema.
Kaina: įrenginiai brangūs, siūlės paruošimas turi būti tikslus (tarpas artimas nuliui), o sauga reikalauja lazerio klasės 4 su uždaromis kabinomis. Vienetinei gamybai dirbtuvėse lazeris retai kada pirmas pasirinkimas — ten karaliauja MAG arba TIG .