Лазерная сварка алюминия: технология, преимущества и перспективы
Лазерная сварка является передовым методом соединения металлических деталей, требующим тщательной оптимизации процесса для достижения оптимальных результатов. Неудивительно что лазерная сварка нашла широкое применение в сварке алюминия. В данной статье мы рассмотрим ключевые аспекты этого процесса, включая выбор параметров сварки, газов и оборудования, а также исследуем преимущества и перспективы этой технологии
Особенности сварки алюминия
Сам по себе алюминий блестящий относительно мягкий и легкий материал. Основной отличительной чертой алюминия является его оксидная пленка, которая плавится при температуре 2050 °C, именно из-за неё возникает сложность в сварке и резке.
Главный принцип при резке \ сварке алюминия – это обеспечить хорошую защиту зоны резки \ сварки от кислорода, чтобы избежать образования тугоплавкой оксидной пленки.
Толщина материала и мощность лазера
Один из важных аспектов лазерной сварки алюминия — это правильный выбор мощности лазера в зависимости от толщины материала. Для тонких листов подойдут лазеры с низкой мощностью, например для толщины от 1-5мм вполне подойдет лазерный источник на 3 кВт, в то время как для сварки толстых деталей потребуются более мощные лазеры, например, 6кВт машина лазерной резки позволяет эффективно работать с алюминием толщиной до 12 мм.
Но не стоит забывать, что режим лазерной сварки зависит не только от мощности лазерного источника, но и от скорости движения лазерного луча и от материала сварки \ резки.
В таблице приведены приблизительные параметры режима сварки лазером для алюминия 2024.
Толщина (материал Al 2024) | Мощность излучения, кВт | Скорость м/мин |
1 | 2 | 4.6 |
1.5 | 2.8 | 5 |
2 | 3 | 5 |
Газы для лазерной сварки
Выбор правильного газа для лазерной сварки алюминия критически важно. Для резки алюминия часто используют азот и воздух, что обеспечивает чистоту сварочной зоны. Однако при сварке могут потребоваться инертные газы, такие как аргон, для предотвращения окисления металла и создания качественного сварного шва. Так же стоит упомянуть, что в процессе сварки необходимо обеспечить защиту основного шва, а также корня шва, самым распространенным решением для этого является аргон для корня шва и гелий для основного.
Оптимизация параметров сварки
Для достижения наилучших результатов в лазерной сварке необходимо оптимизировать параметры процесса. Мощность лазера, скорость сварки и диаметр лазерного луча с фокусным расстоянием— все эти параметры требуют тщательной настройки в соответствии с толщиной материала, типом лазера и требуемыми характеристиками сварного соединения. Так же большинство СО2 лазеров совершенно не пригодны для работы с алюминием, виной тому высокая отражающая способность материала и сравнительно невысокая мощность СО2 лазеро.
Плюсы и минусы лазерной сварки алюминия
Лазерная сварка алюминия предоставляет несколько преимуществ:
- Точность: Возможность создавать узкие и гладкие сварные швы с высокой точностью.
- Бесконтактность: Отсутствие механического воздействия, предотвращающее деформации материала.
- Эффективность: Высокая скорость процесса с минимальным количеством отходов.
- Минимальная зона термического влияния: Снижение изменений структуры материала, что особенно важно при работе с теплочувствительным алюминием.
По мимо всего выше перечисленного лазерная сварка алюминия имеет два важных недостатка. Первый, это стоимость оборудования и его обслуживания. По сравнению с классической аргоновой сваркой, лазерная установка в разы дороже, но в то же время она более эффективна и технологична. Второй недостаток лазерной сварки алюминия, заключается в том, что при сварке больших толщин необходимо четко выверенный зазор в 0,1…0,2 мм.
Выбор оборудования
При выборе оборудования учитываются типы лазеров. CO2-лазеры с высокой мощностью и волоконные лазеры имеют свои преимущества. Волоконные лазеры, например, обеспечивают высокую скорость сварки, что делает их идеальным выбором для промышленного производства.
Перспективы лазерной сварки алюминия
Технология лазерной сварки алюминия постоянно совершенствуется. Разработка более эффективных лазерных источников и методов управления процессом, такие как гибридная сварка. С постоянным развитием материалов и оборудования лазерная сварка алюминия становится все более доступной и эффективной для различных отраслей промышленности.
Автор © Страмко Максим Ярославович 22.12.2023
- Комментарии