Lāzeri ir mainījuši ražošanu, un viena no galvenajām lāzertehnoloģijām iraukstā lāzera metināšana. Bet kas īsti ir aukstā lāzermetināšana un kā tā darbojas? Šajā rakstā ir sniegts padziļināts ieskats aukstās lāzermetināšanas procesā, tā priekšrocībās un pielietojumos dažādās nozarēs.
Kas ir aukstā lāzera metināšana?
Aukstā lāzera metināšana, kas pazīstama arī kā lāzera staru metināšana, izmanto fokusētu lāzera staru kā koncentrētu siltuma avotu, lai savienotu kopā divus metāla gabalus. Lāzera stars izkausē un sakausē materiālus savienojuma vietā, būtiski nesasildot apkārtējo zonu.
Atšķirībā no tradicionālajām metināšanas metodēm, kurās izmanto liesmas vai elektriskos lokus, lāzermetināšana balstās uz koherentu, monohromatisku fotonu staru. Kad augsta enerģijas blīvuma lāzers skar virsmu, tas ātri uzkarst, izkūst un iztvaiko materiālu, veidojot nelielu metināšanas baseinu. Šis dzesēšanas process notiek tik ātri, ka siltums neizkliedējas daudz tālāk par tuvāko apkārtni.
Kā darbojas aukstā lāzera metināšana?
Aukstās lāzermetināšanas laikā divas daļas tiek turētas kopā fiksatorā. Augsti fokusēts lāzera stars virzās pa savienojuma līniju, lai izveidotu metinājumu. Process ietver trīs galvenos soļus:
1. Lāzera sildīšana un kausēšana – lāzera stars iekļūst augšējā materiālā un uzreiz uzsilda apakšējo savienojuma daļu, veidojot kausējuma baseinu.
2. Sajaukšana un saplūšana – izkusušie materiāli sajaucas un plūst kopā virsmas spraiguma spēku ietekmē, lai panāktu saplūšanu.
3. Ātra sacietēšana – izkusušais materiāls ātri atdziest un sacietē, lāzeram pārvietojoties pa metināšanas līniju. Tas veido augstas stiprības saiti.
Lāzermetināšanas galvenā priekšrocība ir koncentrēta siltuma padeve. Tikai nelielam materiāla daudzumam ir nepieciešama karsēšana, lai izveidotu metinājumu, saglabājot apkārtējo parasto metālu aukstu. Tādējādi process ieguva nosaukumu "aukstā lāzermetināšana".
Aukstās lāzermetināšanas priekšrocības
Ir vairākas galvenās priekšrocības, kas padara auksto lāzermetināšanu izdevīgu daudziem lietojumiem:
- Minimāli siltuma izkropļojumi – tā kā tikai nelielai platībai ir nepieciešama apkure, daļām tiek veikta minimāla termiskā deformācija vai saraušanās. Tas ļauj precīzi metināt smalkus priekšmetus.
- Liels dzesēšanas ātrums – ātra dzesēšana nodrošina smalkgraudainu metinājuma struktūru ar uzlabotām mehāniskajām īpašībām.
- Zems atlikušais spriegums – lāzers rada mazāku deformāciju, kā rezultātā samazinās atlikušais spriegums metinātajā savienojumā.
- Neliela siltuma ietekmētā zona – siltums izkliedējas 0,04 collu (1 mm) robežās no metinājuma, izvairoties no apkārtējā materiāla bojājumiem.
- Liels metināšanas ātrums – lāzeri nodrošina ātrāku un efektīvāku metināšanu salīdzinājumā ar tradicionālajām metināšanas metodēm.
- Viegli automatizēt – lāzera staru var ieprogrammēt un precīzi kontrolēt automatizētai liela apjoma ražošanai.
- Dziļāka iespiešanās – lāzera metināšana var vieglāk iekļūt un savienot biezākas metāla daļas.
- Uzlabota kvalitāte – smalkais lāzera stars rada gludas, bez šļakatām un konsekventas šuves.
Aukstās lāzermetināšanas pielietojumi
Šeit ir daži piemēri nozarēm, kurās mūsdienās tiek izmantota aukstā lāzermetināšana:
- Aviācija — gaisa kuģu un kosmosa kuģu sastāvdaļas, piemēram, dzinēju daļas, lidmašīnu korpusi un turbīnas.
- Medicīna – Medicīnas ierīces, ķirurģiskie instrumenti, ortopēdiskie implanti.
- Elektronika – Akumulatoru cilpas, elektriskie kontakti, datoru sastāvdaļas.
- Automobiļi – Sēdekļu rāmji, pēc pasūtījuma metinātas sagataves, transmisijas daļas.
- Sadzīves tehnika – sadzīves tehnika, piemēram, maisītāji, mazgātāji, ledusskapji.
- Rotaslietas – metālu un sakausējumu lodēšana gredzenos, pulksteņos un ķēdēs.
Gandrīz jebkuram lietojumam, kurā nepieciešama metāla savienošana, var gūt labumu no lāzera metināšanas. Precīza, lokalizēta siltuma padeve nodrošina augstas kvalitātes, bez kropļojuma metināšanas šuves, kas piemērotas smalkām un sarežģītām sastāvdaļām.
Rezumējot, aukstā lāzermetināšana nodrošina ātru, tīru un efektīvu alternatīvu tradicionālajām metināšanas metodēm. Lāzera stars rada spēcīgas, precīzas metināšanas šuves ar minimālu ietekmi uz apkārtējām teritorijām. Lāzertehnoloģijai turpinot attīstīties, aukstā lāzermetināšana turpinās izvērsties jaunos lietojumos visās ražošanas nozarēs.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas specializējas pētniecībā un attīstībā, automātisko lāzera apšuvuma iekārtu, ātrgaitas lāzerapšuvuma iekārtu, lāzera slāpēšanas iekārtu, lāzermetināšanas iekārtu un 3D drukas iekārtu ražošanā un pārdošanā. Mūsu lāzermetināšanas iekārtas ir rentablas un tiek pārdotas gan vietējā, gan ārzemēs. Ja jūs interesē mūsu produkti, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastubob@gshenglaser.com.
Atsauces:
1. Katajama, S. (2013). Lāzermetināšana automobiļu rūpniecībā. Lāzermetināšanā (85-104. lpp.). Woodhead Publishing.
2. Gatavs, JF (2001). Lāzeru rūpnieciskie pielietojumi. Akadēmiskā prese.
3. Dawes, C. (2006). Lāzermetināšana: praktiska rokasgrāmata. Elsevier.
4. Šēfers, R. (1999). Aukstā metināšana. Asm rokasgrāmatā (6. sēj., 703-710 lpp.). Asm International.
5. Steen, WM un Mazumder, J. (2010). Lāzera materiālu apstrāde. Springer zinātnes un biznesa mediji.