Laserové svařování VS tradiční svařování

Svařování je výrobní proces, který využívá teplo ke spojení dvou nebo více samostatných dílů. Tradiční technologie svařování se vyvíjela po desetiletí a má vyspělé průmyslové základy. V posledních letech se laserové svařování rychle objevilo jako vznikající moderní svařovací technologie. Obě svařovací techniky mají své vlastnosti a jsou vhodné pro různé situace. Tento článek prozkoumá srovnání mezi laserové svařování a tradiční svařování, včetně jejich pracovních principů, výhod, omezení a rozdílů, a pomohou vám vybrat nejvhodnější metodu svařování.

Co je laserové svařování?

Laserové svařování využívá ke koncentraci energie laserový paprsek. Vysoce zaostřený paprsek lokálně zahřeje svařovací materiál na okamžitou teplotu tání a poté jej rychle ochladí a ztuhne. Tento proces lze dokončit během milisekund a hustota energie paprsku je extrémně vysoká, takže lze dosáhnout vysoce přesného svařování. Laserové svařování obvykle používá oxid uhličitý laser, vláknový laser nebo diodový laser.

Jak funguje laserové svařování

Laserové svařování využívá ke spojení kovu nebo termoplastu zaostřený laserový paprsek. Může být použit v mnoha průmyslových odvětvích od leteckého průmyslu a lékařských zařízení až po výrobu jemných šperků. Níže je uveden základní pracovní princip laserového svařování:

Laserový zdroj: Běžně používané laserové zdroje zahrnují laserové generátory oxidu uhličitého, vláknové laserové generátory a diodové laserové generátory. Tyto laserové zdroje jsou schopny produkovat monochromatické, vysoce koherentní a vysoce směrové laserové paprsky.
Zaostření paprsku: Laserový paprsek je třeba zaostřit přes čočku nebo reflektor, aby se soustředila energie paprsku do oblasti svařování, aby se obrobek rychle zahřál.
Absorpce a vedení: Poté, co laserový paprsek ozáří povrch obrobku, bude energie absorbována obrobkem namísto odrazu. Míra pohlcení laserové energie závisí na typu a barvě materiálu.
Tavení a tavení: Vysoká hustota energie laserového paprsku rychle zahřeje oblast svařování nad bod tavení, což způsobí okamžité roztavení materiálu obrobku.
Chlazení a tuhnutí: Jakmile laserový paprsek přestane ozařovat, oblast svařování se rychle ochladí a roztavený kov tuhne. Obrobky byly pevně spojeny.

Výhody laserového svařování

Laserové svařování je velmi univerzální a lze jej kombinovat s tradičním obloukovým svařováním za účelem vytvoření hybridního laserového obloukového svařování. Výsledný svar spojuje výhody laserového svařování a obloukového svařování. Laserové svařování má oproti tradičním technologiím svařování několik výhod, včetně:

Vysoká přesnost: Laserové svařování má velmi vysokou přesnost polohování a kvalitu svaru a může dosáhnout přesnosti svařování na úrovni mikronů. Svary vytvořené laserovým svařováním jsou také obecně kvalitnější, což je činí zvláště vhodnými pro aplikace, které vyžadují vysoce přesné svařování, jako je výroba mikroelektroniky a lékařská zařízení.
Bezkontaktní: Laserové svařování je bezkontaktní proces, který nepoškozuje povrch obrobku a nevyžaduje fyzický kontakt. Velmi výhodné při práci s křehkými materiály nebo jemnými díly při laserovém svařování.
Ochrana životního prostředí: Ve srovnání s tradičním svařováním laserové svařování obvykle produkuje méně odpadu a škodlivých emisí plynů a je šetrnější k životnímu prostředí.
Nízký tepelný příkon: Tepelný příkon laserového svařování je nízký, protože svařovací plocha je velmi malá, čímž se snižuje deformace a velikost tepelně ovlivněné zóny. To je velmi důležité při svařování tenkých plechových materiálů a součástek citlivých na teplo.
Rychlejší doba zpracování: Laserové svařování je rychlé a může rychle dokončit svařovací úkoly a zlepšit efektivitu výroby. Navíc laserové svařování nevyžaduje přídavné materiály, což snižuje plýtvání materiálem. A proces se ukázal být nákladově efektivnější než tradiční svařování.
Široká použitelnost: Laserové svařování lze použít na různé materiály, včetně kovů, plastické keramiky atd., Díky čemuž je široce používán v různých průmyslových oblastech.
Laserové svařování je velmi univerzální a lze jej kombinovat s tradičním obloukovým svařováním za účelem vytvoření hybridního laserového obloukového svařování. Výsledný svar spojuje výhody laserového svařování a obloukového svařování.

Nevýhody laserového svařování

Laserové svařování je moderní svařovací technologie s vysokou přesností a účinností, ale má také některé nedostatky a omezení. Zde jsou některé z hlavních nevýhod laserového svařování:

Vysoké náklady: Náklady na nákup a údržbu laserového zařízení jsou relativně vysoké, včetně laserových generátorů, optických komponent, chladicích systémů atd. To může omezit přijetí laserového svařování menšími podniky nebo výrobci s omezeným rozpočtem.
Vysoké požadavky na výběr materiálu: Laserové svařování má poměrně vysoké požadavky na materiál a kvalitu obrobku. Je vhodnější pro vysoce vodivé materiály, jako jsou kovy, zatímco pro některé nevodivé nebo průhledné materiály je rozsah jeho použití omezený.
Obtížnost při zpracování materiálů s vysokou teplotou tání: Ve srovnání s materiály s vysokou teplotou tání, jako je wolfram, molybden atd., vyžaduje laserové svařování vyšší výkon a delší dobu svařování, což může vést k tepelným účinkům a problémům s deformací.
Vysoké nároky na čištění: Laserové svařování má velmi vysoké požadavky na kvalitu povrchu obrobku. I drobné skvrny, oxidové vrstvy nebo mastnota mohou ovlivnit kvalitu svařování. Proto je obvykle před svařováním nutná pečlivá příprava povrchu a čištění.
Bezpečnostní problémy: Laserové paprsky mají vysokou energii a mohou poškodit lidské oči a pokožku. Obsluha proto musí přijmout nezbytná bezpečnostní opatření, jako je nošení vhodných ochranných brýlí a oděvu.
Rušení viditelného světla: Viditelné světelné lasery budou pravděpodobně rušeny viditelným světlem, což vyžaduje opatření k zajištění řádné kontroly světla v pracovní oblasti.

Co je tradiční svařování?

Tradiční technologie svařování využívá zdroj tepla k roztavení svařovaného materiálu a následnému ochlazení a tuhnutí, aby se spojily dvě nebo více částí. Tradiční svařování také zahrnuje svařování v ochranné atmosféře plynu, bodové svařování, odporové svařování a další metody. Každá z těchto tradičních svařovacích technologií má své výhody a rozsah použití. Podle konkrétních aplikací a požadavků si můžete vybrat vhodnou metodu svařování pro výrobu a opravu.

Jak funguje tradiční svařování

Konvenční svařovací techniky jsou souborem tradičních metod spojování kovů nebo jiných materiálů, které existují již mnoho let a používají se v široké škále oblastí výroby a oprav. Zde jsou některé běžné tradiční techniky svařování:

Obloukové svařování: Obloukové svařování je běžná tradiční metoda svařování, která využívá oblouk k vytvoření vysokých teplot k roztavení svařovacích materiálů a obrobků a poté k jejich ochlazení a ztuhnutí za účelem vytvoření svaru. Mezi hlavní metody obloukového svařování patří ruční obloukové svařování, svařování v ochranné atmosféře plynu (MIG), ruční obloukové svařování kovů (SMAW/ARC) a TIG svařování (GTAW).
Plynové svařování: Použití plamene k ohřevu svařovacích materiálů, jejich tavení a spojování. Nejběžnější metodou svařování plynem je acetylen-kyslíkové svařování, které využívá plamen acetylenu a kyslíku k ohřevu obrobku a je vhodné pro plechy, trubky a opravy kovů.
Odporové svařování: Spojení dvou kovových kusů dohromady pomocí elektrického proudu, který prochází obrobkem a vytváří teplo. Mezi hlavní metody odporového svařování patří bodové svařování, švové svařování a pájení.
Tlakové svařování: Tlakové svařování je metoda spojování dvou kusů kovu dohromady působením tepla a tlaku a zahrnuje odporové bodové svařování, odporové švové svařování a elektroniku.

Výhody tradičního svařování

Tradiční svařovací procesy však zůstávají trvanlivým výrobním řešením pro mnoho průmyslových odvětví a laserové svařování nabízí oproti tradičním metodám svařování několik výhod. Konkrétní body jsou následující:

Nízká cena: Tradiční svařovací zařízení je obecně relativně levné a školení operátorů je levnější. To snižuje počáteční investiční a provozní náklady a je vhodné pro podniky s omezeným rozpočtem.
Široce použitelné: Tradiční technologii svařování lze použít na různé druhy materiálů, od kovů po plasty a na plechy různých tlouštěk. Díky této všestrannosti je vhodný pro různé aplikace.
Svařování velkých konstrukcí: Tradiční svařovací techniky jsou vhodné pro svařování velkých konstrukcí, jako jsou mosty, budovy a stavba lodí. Má silnou konektivitu a použitelnost.
Trvanlivost: Tradiční svařovací techniky obecně vytvářejí pevné spoje, vhodné pro aplikace vyžadující vysokopevnostní spoje, jako jsou vozidla a inženýrské konstrukce.
Aplikace automatizace: Tradiční svařovací technologie lze kombinovat s automatizací a robotizací pro zvýšení efektivity výroby, zejména u hromadné výroby.
Přizpůsobivost podkladu: Tradiční metody svařování jsou vhodné pro různé typy podkladů, včetně různých druhů kovových a nekovových materiálů.
Opravy a restaurování: Tradiční svařovací techniky stále hrají důležitou roli při opravách a údržbě, zejména pokud jsou mimo zdroje energie nebo ve složitém prostředí.
Fusion Depth: Konvenční svařování má obvykle větší hloubku svaru a je vhodné pro aplikace vyžadující hlubší svary.
Dostupnost svařovacích materiálů: Tradiční metody svařování často používají běžné přídavné materiály, které jsou často snadno dostupné.

Nevýhody tradičního svařování

Tradiční svařovací technologie mají stále hodnotu v mnoha aplikacích, ale mají také některé nevýhody a omezení. Zde jsou některé z hlavních nevýhod tradičních technologií svařování ve srovnání s technologiemi laserového svařování:

Nižší přesnost: Proces svařování může produkovat velké šířky svarů a tepelně ovlivněné oblasti, což může vést k deformaci obrobku, rozměrové nestabilitě nebo nepřesnostem ve svarovém spoji.
Velký tepelný dopad: Tepelný příkon generovaný tradiční technologií svařování je relativně vysoký, což může snadno způsobit velký tepelný dopad na obrobek, což může nepříznivě ovlivnit výkon a kvalitu obrobku, zejména v případě materiálů citlivých na teplo .
Nižší efektivita výroby: Tradiční svařování obvykle vyžaduje relativně dlouhou dobu svařování kvůli pomalé rychlosti svařování. To omezuje efektivitu výroby ve velkém a může zvýšit výrobní náklady.
Vyšší emise odpadu a plynů: Tradiční svařování obvykle vyžaduje více přídavných materiálů a odpadních materiálů a produkuje velké množství odpadu a škodlivých emisí plynů, které poškozují životní prostředí.
Velká bezpečnostní rizika: Plameny a tepelné rozstřiky vznikající při tradičním svařování mohou způsobit nebezpečí pro obsluhu a okolní prostředí.
Požadavky na čištění a následné zpracování: Tradiční svařovací procesy často vyžadují následné čištění a kroky zpracování, aby se odstranily zbytky po svařování nebo zlepšila kvalita svaru, což zvyšuje dobu výroby a náklady.

Laserové svařování VS konvenční svařování: jakou metodu svařování zvolit?

Laserové svařování a tradiční svařování mají každé své výhody. Tradiční svařování se snadno implementuje a zvládnutí vyžaduje nízké investice a je vhodné pro všechna výrobní odvětví. Laserové svařování je nejpokročilejší typ svařování, který nabízí vysokou přesnost, nízké tepelné zkreslení a rychlejší časy zpracování. Musíte zvážit, která metoda svařování je pro vás vhodná na základě vaší aplikace, typu projektu a rozpočtu:

Typ materiálu

První věc, kterou je třeba zvážit, je typ materiálu, který svařujete. Laserové svařování je obecně vhodnější pro kovy a svařování, zatímco tradiční svařovací techniky jsou často vhodné pro různé typy materiálů, včetně kovů, plastů a skla.

Požadavky na přesnost

Pokud je požadována vysoká přesnost a jemné svařování, je laserové svařování často lepší volbou díky vysoké přesnosti a kvalitě svaru. Tradiční technologie svařování nemůže tento požadavek na přesnost splnit.

Tepelný dopad

Zvažte tepelný dopad svařovacího procesu na obrobek. Pokud je potřeba snížit tepelně ovlivněnou zónu, zejména při svařování materiálů citlivých na teplo, je často vhodnější laserové svařování, protože produkuje nižší tepelný příkon.

Efektivita výroby

Pokud je požadováno velkoobjemové svařování, tradiční svařovací techniky jsou obecně rychlejší, a proto mohou být vhodnější pro hromadnou výrobu. Laserové svařování je pomalejší a vhodné pro malosériovou výrobu nebo přesné procesy.

Úvahy o nákladech

Důležitým faktorem je odhad nákladů. Laserové zařízení je obecně dražší a má vyšší náklady na údržbu. Tradiční svařovací techniky jsou často levnější, zejména pro menší projekty a podniky s omezeným rozpočtem.

Tloušťka materiálu

Zvažte tloušťku obrobku. Laserové svařování je vhodné pro tenčí materiály, ale pro silnější materiály může být vyžadováno více průchodů. Konvenční svařování je obecně vhodné pro různé tloušťky materiálu.

Environmentální a bezpečnostní požadavky

Zvažte pracovní prostředí a bezpečnostní požadavky. Laserové svařování může vyžadovat přísnější ekologické kontroly a bezpečnostní opatření k ochraně bezpečnosti obsluhy.

Shrnout

Zatímco tradiční metody svařování mají své výhody, laserové svařování je oblíbenou volbou pro spojování kovů a díky své přesnosti, kontrole a schopnosti svařovat jemné nebo tenké kovové díly roste v oblibě napříč průmyslovými odvětvími výroby více dílů. Výběr vhodné metody svařování bude záviset na konkrétních potřebách aplikace, nákladech a normách kvality. Pokud hledáte laserovou svářečku, zvažte AccTek Laser. Máme prokázané zkušenosti s prací v oblasti laserového svařování, pokud máte zájem o informace o našich možnostech laserového svařování, navštivte nás a kontaktujte nás.

Laserové zařízení

Kontaktní informace

Získejte laserová řešení