Ласерско заваривање — Поступци заваривања

Ласерско ради потпуно другачије од свих електролучних поступака: овде не топи , већ фокусирани ласерски сноп. Сноп концентрише енергију на тачку величине делића милиметра — густина енергије је толико висока да метал тренутно испарава и ствара се „канал паре" (кеyхоле). Ласер „пробуши" материјал, а иза фокуса се растоп поново затвара у шав.

Резултат је супротност од REL:

• Изузетно уски, дубоки шавови: Однос дубине и ширине може бити 10:1 и више.

• Минимална : Топлота се концентрише на тачку, остатак дела остаје хладан — скоро без деформација, скоро без промена структуре.

• Највећа брзина: Танки лимови се заварују у делићима секунде.

Поврх тога: Без контакта. Ласеру не треба електрода, ни контакт жице, ни горионик на радном комаду. То омогућава на тешко приступачним местима и савршену аутоматизацију роботима.

Који ласери постоје?

Разликују се према медијуму који ствара светлост:

• CO₂ ласер (10,6 µm): Класик за дебеле челичне лимове. Дуго је био стандард, данас је у техници заваривања углавном замењен.

• Влакнасти ласер (око 1,06 µm): Модерни стандард. Компактан, највећа ефикасност, светлост се може усмеравати кроз оптичко влакно. Идеалан за роботе и фине шавове.

• Диск ласер (око 1,03 µm): Врло велика снага уз одличан квалитет снопа — за дебеле лимове и велике брзине.

• Диодни ласер: Директно из полупроводника, мекши сноп — више за тврдо лемљење и наваривање.

Раније је постојао и Нд:YAG чврсти ласер (1,06 µm) као прелазно решење; данас доминирају влакнасти и диск ласери.

Зашто вати, а не ампери?

Зато што су то две различите физичке величине. Код снага је струја пута напон — а пошто је напон лука приближно константан (20–40 V), струја у амперима директно контролише топлоту. Код ласера сноп даје светлост (фотоне), а не електричну струју — релевантна, директно мерљива величина је оптичка снага = енергија у секунди = ват. У снопу једноставно нема „струје". Уређај вуче електричну снагу из утичнице (такође у ватима), али је претвара у ласерску светлост са 30–50 % корисног дејства. Зато се ласери класификују према оптичкој излазној снази у ватима — типично 0,5–20 кВ, зависно од дебљине лима.

Који гас се користи?

Процесни/ код ласера има две улоге: штити купку од оксидације и контролише облак плазме изнад шава који слаби сноп:

• Хелијум: Најбоље потискује плазму — за дубоко заваривање, нарочито код CO₂ ласера.

• Аргон: Стандард за влакнасте и диск ласере на челику и нерђајућем челику.

• Азот: За нерђајући челик (стабилизује структуру), али уз опасност од пора.

• Поцинковани лимови: Посебне мешавине гасова, јер испарени цинк може да разори шав.

Два основна поступка:

• Заваривање топлотном проводљивошћу: При малој снази сноп топи само површину — широки, плитки, глатки шавови, слично лемљењу.

• Дубоко заваривање (кеyхоле): При великој снази сноп пробија материјал — дубоки, уски шавови за конструкционе спојеве.

Примене су домен прецизности и серијске производње: аутомобилска индустрија (делови каросерије, мењачи), батеријске ћелије, кућишта електронике, делови за медицинску технику и све где би деформација била проблем.

Цена: Уређаји су скупи, припрема шава мора бити тачна (зазор близу нуле), а безбедност захтева ласерску класу 4 sа затвореним кабинама. За појединачну производњу у радионици ласер је ретко први избор — тамо владају MAG или TIG .