Колко ефективни са машините за лазерно заваряване на алуминий?

сеп. 2, 2024

Алуминият може да бъде труден материал за заваряване. В резултат на окисляването могат да възникнат проблеми със замърсяването и порьозността. Въпреки това, когато се почиства и обработва правилно, алуминият се заварява добре с лазер.

Трудностите при заваряване Алуминият има свойства, които го правят по-труден за заваряване от другите метали. Поради сравнително високата си топлопроводимост (приблизително 209 W/m K) и ниската си температура на топене (1221°F/660,3°C) той може да бъде заваряван само с помощта на процеси на заваряване чрез топене.

За да се разтопи материалът в предвидената зона на заваряване, методите за заваряване MIG, TIG, лазер и електронен лъч осигуряват огромна топлина на малка площ. Поради отличната топлопроводимост на алуминия, топлината се разпространява по целия детайл, като може да разтопи твърде много материал или да деформира целия елемент, което прави тази малка зона на топлинно въздействие от решаващо значение.

Количеството на прилаганата топлина, както и мястото, на което се прилага, трябва да бъдат прецизно контролирани. Техниките за ръчно заваряване като MIG и TIG зависят от компетентността на оператора и топлоотделянето, за да се регулират тези променливи. Тъй като алуминият не променя цвета си, когато се доближава до точката си на топене, заваръчните процедури, които зависят от визуалната оценка на подготовката на материала, могат да бъдат неточни. Автоматичните техники, включително лазерната и електроннолъчевата, използват компютри за регулиране на скоростта на подаване, мощността и разположението на заваръчния шев, като осигуряват по-точно и надеждно качество на заваръчния шев.

Окисляване на алуминия

Друга трудност при заваряването на алуминий е образуването на оксиден филм върху работната повърхност. Температурата на топене на алуминиевия оксид е приблизително три пъти по-висока от тази на чистия алуминий, което може да доведе до замърсяване на заваръчния шев с частици алуминиев оксид и до проблеми с порьозността. Преди заваряване оксидният филм обикновено трябва да се отстрани механично или химически. Алуминиевият оксид може да попречи на лазерното заваряване, тъй като променя отражателната способност на повърхността на детайла, намалявайки количеството лазерна енергия, която достига до основния метал.

Замърсяване с въглеводороди

Замърсяването на алуминия с въглеводороди по време на съхранението и подготовката може да доведе до проблеми при заваряването. Преди заваряване алуминиевите части често се формоват, срязват, режат и обработват. Ако по време на някоя от тези операции преди заваряването е използвана смазка, тя трябва да бъде напълно отстранена преди заваряването, за да се избегнат лоши заварки. Благоразумието повелява алуминиевите части, които ще се заваряват, да се обработват преди заваряването по такъв начин, че да се използват минимални или никакви смазочни материали - рязането и обработката на алуминий трябва да се извършват на сухо, ако е възможно, и старателно почистени, ако не е възможно.

Лазерно заваряване на алуминий Заваряването с лазерен лъч е една от най-популярните ни услуги за заваряване на алуминий. Този процес работи добре за създаване на бързи и чисти заварки. При алуминия има по-малка зона на топлинно въздействие и до 0,25′′ заваръчно проникване. Заваряването с лазерен лъч може да се прилага за материали, които са предразположени към напукване, като например алуминиевите сплави от серия 6000, при условие че се съчетае с подходящ пълнител, като алуминий 4032 или 4047. Съществуват няколко вида лазери, които работят добре с алуминий, и често се препоръчва използването на покриващ газ.

Предварителна подготовка за заваряване

Количеството на необходимата предварителна подготовка за заваряване се определя до голяма степен от състоянието на алуминиевите части, които ще бъдат заварявани, което обикновено се определя от условията на съхранение и чистотата на машинните процедури, използвани досега за производството на частта.

Алуминият, който ще се заварява с лазер, трябва да бъде добре почистен, за да се избегнат окисни слоеве и замърсяване с въглеводороди. Отстраняването на всякакви оксиди често се извършва механично чрез използване на телени четки от неръждаема стомана, шлифоване, пилене или остъргване. От друга страна, химическите методи за почистване, при които се използва потапяне в разяждащи разтвори и вода, са ефективни за отстраняване на алуминиев оксид.

По принцип за отстраняване на въглеводородни остатъци от алуминиеви части могат да се използват ацетон или разтворители на алкохолна основа. При нагряване хлорираните разтворители могат да отделят токсични газове, затова избягвайте използването им в зоната на заваряване. Преди шлифоване на повърхността за отстраняване на алуминиевия оксид трябва да се отстрани въглеводородното замърсяване.

Режими на работа при лазерно заваряване

Съществуват няколко начина за прилагане на енергията на лазерния лъч към обработваното изделие: като непрекъснат лъч, като поредица от импулси или като лазерно заваряване с разбъркване. Приложението, качествата на материала и други фактори оказват влияние върху избрания процес.

Импулсно лазерно заваряване

Импулсният лазер е точно това: лъчът се включва и изключва с много висока честота (10-1000 hz), което води до поредица от отделни изблици на енергия, приложени към обработвания детайл. Всеки импулс разтопява малък участък от детайла, който след това се премества леко и се прилага друг импулс, в резултат на което се получават поредица от заваръчни шевове, които се припокриват и образуват непрекъснат лъч.

Тъй като всяко заваръчно петно, създадено с импулси, се охлажда бързо, топлината в околния материал намалява, ограничавайки максималната температура на детайла и свеждайки до минимум топенето и деформациите. Когато е необходимо минимално количество вложена топлина, импулсният лазер работи най-добре за лазерно заваряване на алуминий поради неговата висока топлопроводимост.

Лазерно заваряване с непрекъсната вълна

Лазерното заваряване с непрекъсната вълна, известно още като заваряване на ключови дупки, се използва за заварки с дълбоко проникване. Работният елемент се премества под насочен към него постоянен лазерен светлинен лъч. Материалът в предния край на лазерния лъч се разтопява, докато задният край се охлажда. Лазерите с непрекъсната вълна обикновено се подават със скорост между 25 и 100 инча в минута, за да се предотврати изгарянето на детайлите. Тъй като топлината се прилага непрекъснато, а не елементът се нагрява и охлажда постоянно от импулсен лазер, заваряването с непрекъсната вълна може да бъде предпочитан вариант за някои от по-деликатните алуминиеви сплави.

Superstar, водещ доставчик на машини за лазерно заваряване, предлага най-съвременни решения за различни индустрии, включително алуминиевата. машина за лазерно заваряване. Нашият Машина за лазерно заваряване на алуминий са проектирани да осигуряват прецизни и надеждни резултати, което ги прави идеален избор за заваряване на алуминий и други материали с висока ефективност и минимални изкривявания.