Laserové zváranie
Presnosť so sústredeným svetlom — úzke zvary, minimálne teplo, najvyššia rýchlosť
AI generated Pri laserovom laserový lúč sústreďuje svoju energiu na malý bod a tavi materiál bezdotykovo. Výsledkom sú extrémne úzke, hlboké zvary s minimálnou a deformáciou — meradlo presnosti a rýchlosti v sériovej výrobe.
funguje úplne inak ako všetky oblúkové metódy: Tu netaví , ale zväzok laserového lúča. Lúč sústreďuje svoju energiu na bod s rozmermi zlomkov milimetra — hustota energie je taká vysoká, že kov sa v tom mieste okamžite vyparí a vznikne „parný kanál“ (keyhole). Laser „prepichuje“ materiál a za ohniskom sa tavenina opäť uzavrie do zvaru.
Výsledok je presným opakom SMAW:
• Extrémne úzke, hlboké zvary: Pomer hĺbky k šírke môže byť 10:1 a viac.
• Minimálna : Teplo sa sústreďuje na bod, zvyšok súčiastky zostáva studený — takmer žiadne deformácie, takmer žiadne zmeny štruktúry.
• Najvyššia rýchlosť: Tenké plechy sa zvárajú v zlomkoch sekundy.
K tomu navyše: Bezkontaktné. Laser nepotrebuje elektródu, žiadny kontakt s drôtom, žiadny horák na obrobku. To umožňuje na ťažko prístupných miestach a perfektnú automatizáciu s robotmi.
Aké lasery existujú?
Rozlišujú sa podľa média, ktoré vytvára svetlo:
• CO₂ laser (10,6 µm): Klasika pre hrubé oceľové plechy. Dlho bol štandardom, dnes je v zváračskej technike z veľkej časti nahradený.
• Vláknový laser (cca 1,06 µm): Moderný štandard. Kompaktný, najvyššia účinnosť, svetlo sa dá viesť optickým vláknom. Ideálny pre roboty a jemné zvary.
• Diskový laser (cca 1,03 µm): Veľmi vysoký výkon s vynikajúcou kvalitou lúča — pre hrubé plechy a vysoké rýchlosti.
• Diódový laser: Priamo z polovodičov, mäkší lúč — skôr na tvrdé spájkovanie a návary.
Dávnejšie existoval aj Nd:YAG pevnolátkový laser (1,06 µm) ako prechodové riešenie; dnes dominujú vláknové a diskové lasery.
Prečo watty a nie ampéry?
Pretože ide o dve rôzne fyzikálne veličiny. Pri je výkon prúd krát napätie — a keďže napätie oblúka je takmer konštantné (20–40 V), prúd v ampéroch priamo riadi teplo. Pri laseri lúč dodáva svetlo (fotóny), nie elektrický prúd — relevantná, priamo merateľná veličina je optický výkon = energia za sekundu = watt. V lúči jednoducho žiadny „prúd“ nie je. Zariadenie síce odoberá elektrický výkon zo siete (tiež vo wattoch), ale mení ho s účinnosťou 30–50 % na laserové svetlo. Preto sa lasery klasifikujú podľa ich optického výstupného výkonu vo wattoch — typicky 0,5–20 kW, podľa hrúbky plechu.
Aký plyn sa používa?
Procesný/ má pri laseri dve úlohy: Chráni tavné jazierko pred oxidáciou a kontroluje plazmový oblak nad zvarom, ktorý zoslabuje lúč:
• Hélium: Najlepšie potláča plazmu — pre hlboké zvary, najmä pri CO₂ laseroch.
• Argón: Štandard pre vláknové a diskové lasery na oceli a nerezovej oceli.
• Dusík: Pre nerezovú oceľ (stabilizuje štruktúru), ale s rizikom pórov.
• Pozinkované plechy: Špeciálne zmesi plynov, pretože odparujúci sa zinok môže zvar roztrhnúť.
Dve základné metódy:
• Zváranie vedením tepla: Pri nízkom výkone lúč taví len povrch — široké, ploché, hladké zvary, podobne ako spájkovanie.
• Hlboké zváranie (keyhole): Pri vysokom výkone lúč prenikne materiálom — hlboké, úzke zvary pre konštrukčné spoje.
Aplikácie sú doménou presnosti a sériovej výroby: automobilový priemysel (karosárske diely, prevodovky), batériové články, kryty elektroniky, diely pre medicínsku techniku a všetko, kde by deformácia bola problém.
Cena: Zariadenia sú drahé, príprava zvaru musí byť presná (medzera blízko nuly) a bezpečnosť vyžaduje laserovú triedu 4 s uzavretými kabínami. Pre kusovú výrobu v dielni je laser zriedka prvá voľba — tam vládne MAG alebo TIG .