В постоянно меняющемся мире производства сварка остается важнейшим процессом соединения металлических компонентов. По мере развития технологий появляются новые методы сварки, дополняющие традиционные методы. В этой статье сравнивается лазерная сварка с традиционными методами сварки, рассматриваются их сильные стороны, ограничения и области применения в современном производстве.

Традиционные Методы сварки

Традиционные методы сварки десятилетиями были основой металлообработки. Вот некоторые из наиболее распространенных методов.:

Дуговая сварка металлов газом (GMAW/MIG)

Дуговая сварка металлов газом, широко известная как MIG-сварка, использует непрерывную подачу проволоки как в качестве электрода, так и в качестве присадочного материала. Защитный газ, обычно аргон или смесь аргона и CO2, защищает сварочную ванну от загрязнения. Сварка MIG широко используется в промышленности благодаря своей скорости и простоте использования. Он особенно эффективен для сварки толстых металлических пластин и труб большого диаметра

Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW/TIG)

При газовой вольфрамовой дуговой сварке, или TIG-сварке, для получения сварного шва используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Часто используется отдельный присадочный материал, а область сварки защищается инертным газом, таким как аргон. TIG-сварка известна своей точностью и высоким качеством сварных швов, что делает ее идеальной для обработки тонких профилей из нержавеющей стали и цветных металлов, таких как алюминий и медь. Этот метод широко используется в аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Дуговая сварка металла в защитном слое (SMAW)

Дуговая сварка защитных металлов, также известная как торцевая сварка, использует плавящийся электрод, покрытый флюсом. Покрытие флюсом распадается во время сварки, выделяя газы, которые защищают зону сварки от загрязнения. SMAW универсален и может использоваться для сварки различных металлов, включая сталь, железо и никелевые сплавы. Благодаря своей простоте и эффективности он часто используется в строительстве, судостроении и ремонтных работах.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Дуговая сварка порошковой проволокой аналогична сварке MIG, но в ней используется трубчатая проволока, заполненная флюсом. Этот метод может использоваться с внешним защитным газом или без него, в зависимости от типа флюсового сердечника. FCAW обладает высокой эффективностью и обеспечивает прочные сварные швы, что делает его пригодным для применения в тяжелых условиях, таких как изготовление металлоконструкций и судостроение. Однако он имеет тенденцию выделять больше дыма и требует надлежащей вентиляции

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

При дуговой сварке под флюсом зона сварки покрывается слоем гранулированного флюса, который предотвращает загрязнение и стабилизирует дугу. Этот метод полностью автоматизирован и позволяет получать высококачественные сварные швы с глубоким проплавлением. ПИЛА широко используется в тяжелой обрабатывающей промышленности, включая строительство мостов, судов и сосудов высокого давления

Каждый из этих традиционных методов сварки имеет свои уникальные преимущества и выбирается исходя из конкретных требований области применения, таких как тип металла, толщина и желаемое качество сварного шва.

Что такое лазерная сварка?

Лазерная сварка - это метод, при котором для плавления материалов используется сфокусированный луч лазерного излучения. Концентрированный подвод тепла создает узкие сварные швы с точным проникновением, что делает его идеальным для обработки деликатных и термочувствительных материалов. Лазерная сварка высокоавтоматизирована и позволяет соединять широкий спектр металлов, в том числе разнородные.

Типы лазерных сварочных аппаратов

По типу Лазера:

  1. Сварочный аппарат Лазера СО2
    Сварочные аппараты с CO2-лазером используют CO2-лазер для генерации лазерного луча для сварки. Эти лазеры известны своей высокой мощностью, эффективностью и высокими скоростями сварки, что делает их подходящими для сварки металлических материалов больших площадей.
  2. Волоконно-Лазерный Сварочный Аппарат
    В аппаратах для волоконной лазерной сварки используется непрерывный луч, излучаемый волоконным лазером. Они обеспечивают стабильную выработку энергии и высокую точность сварки, что делает их одним из наиболее широко используемых устройств для лазерной сварки на рынке. В основном они используются для сварки прецизионных материалов.

Методом сварки:

  1. Ручной Лазерный Сварочный аппарат
    Ручные лазерные сварочные аппараты предназначены для ручного управления. Они просты и гибки в использовании, позволяя выполнять сварку в различных положениях и под разными углами. Эти аппараты подходят для мелкосерийной сварки различных материалов.
  2. Автоматизированный Лазерный Сварочный аппарат
    Автоматические лазерные сварочные аппараты снижают трудозатраты и обеспечивают автоматизацию сварки. Они идеально подходят для крупномасштабного производства в больших объемах, повышают эффективность и соответствуют стандартам безопасности и охраны окружающей среды.

С помощью Сварочного Материала:

  1. Лазерный Сварочный аппарат для металла
    Аппараты для лазерной сварки металлов используются для сварки металлических материалов, таких как нержавеющая сталь, углеродистая сталь, медь, алюминий и их сплавы.
  2. Неметаллический Лазерный Сварочный аппарат
    Аппараты для лазерной сварки неметаллов подходят для сварки неметаллических материалов, таких как пластмассы, стекло, керамика и композиты.

Сравнение традиционной и лазерной сварки

1. Принцип работы:

  • Лазерная сварка: Используется лазерный луч высокой плотности энергии для облучения поверхности заготовки, мгновенно расплавляя и соединяя материалы вместе. Лазерная сварка обеспечивает бесконтактный локализованный нагрев с использованием концентрированной и высоко контролируемой энергии.
  • Традиционная сварка: Включает дуговую сварку, контактную сварку и сварку в среде защитных газов (например, MIG / MAG и TIG). В этих методах в основном используются электрические дуги, тепло сопротивления или тепло химической реакции для локального расплавления деталей, завершения сварного шва присадочными материалами или самовсплавления.

2. Технологические эффекты:

  • Лазерная сварка: Меньшая зона термического воздействия, более высокая скорость сварки, более высокая точность, узкие сварные швы с высоким отношением глубины к ширине. Обеспечивает высококачественные результаты сварки, особенно подходящие для прецизионной сварки тонких пластин, с минимальной деформацией.
  • Традиционная сварка: относительно большая зона термического воздействия, скорость сварки зависит от метода, более широкие сварные швы с обычно меньшим отношением глубины к ширине. Более подвержен деформации и образованию горячих трещин, но лучше подходит для сварки более толстых материалов.

3. Область применения:

  • Лазерная сварка: Широко используется в прецизионных приборах, автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, медицинских приборах и электронных изделиях 3C. Особенно полезен для высокоточной и сложной конструкционной сварки.
  • Традиционная сварка: Широко применяется в судостроении, мостостроении, стальных конструкциях, сосудах высокого давления и производстве общего машиностроения. Подходит для крупномасштабного производства и менее точных сварочных операций.

4. Стоимость и оборудование:

  • Лазерная сварка: Более высокие первоначальные инвестиции в оборудование, но потенциально более низкие удельные затраты при длительной эксплуатации благодаря эффективности, точности и энергосбережению. Значительно повышает эффективность производства при крупномасштабном производстве.
  • Традиционная сварка: относительно более низкая стоимость оборудования, развитая технология и более низкие затраты на техническое обслуживание. Однако требуется учитывать требования к квалификации оператора, эффективность сварки и затраты на последующую обработку (например, шлифование, снятие напряжения).

5. Аспекты охраны окружающей среды и безопасности:

  • Лазерная сварка: Во время сварки образуется меньше дыма и вредных веществ, что улучшает условия труда. Однако для защиты от лазера требуются более строгие меры предосторожности.
  • Традиционная сварка: Обычно образуется больше дыма, токсичных газов и теплового излучения, что требует комплексной вентиляции и защитных мер.

Лазерные сварочные аппараты и традиционные методы сварки существенно различаются по своим технологическим процессам, качеству сварки, эффективности и областям применения. Выбор подходящего метода сварки для конкретных требований имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов сварки.