Лазерная сварка против традиционной сварки

Сварка — это производственный процесс, в котором для соединения двух или более отдельных деталей используется тепло. Традиционная технология сварки разрабатывалась десятилетиями и имеет прочную отраслевую основу. В последние годы лазерная сварка быстро стала новой современной сварочной технологией. Оба метода сварки имеют свои особенности и подходят для разных ситуаций. В этой статье будет рассмотрено сравнение между лазерная сварка и традиционная сварка, включая их принципы работы, преимущества, ограничения и различия, а также помогут вам выбрать наиболее подходящий метод сварки.

Что такое лазерная сварка?

Лазерная сварка использует лазерный луч для концентрации энергии. Высоко сфокусированный луч локально нагревает сварочный материал до мгновенной температуры плавления, а затем быстро охлаждает и затвердевает. Этот процесс может быть завершен в течение миллисекунд, а плотность энергии луча чрезвычайно высока, что позволяет добиться высокоточной сварки. В лазерной сварке обычно используется углекислотный лазер, волоконный лазер или диодный лазер.

Как работает лазерная сварка

Лазерная сварка использует сфокусированный лазерный луч для соединения металла или термопласта. Может использоваться во многих отраслях промышленности: от аэрокосмической и медицинской техники до производства ювелирных изделий. Ниже приводится основной принцип работы лазерной сварки:

Лазерный источник: Обычно используемые лазерные источники включают лазерные генераторы на углекислом газе, волоконные лазерные генераторы и диодные лазерные генераторы. Эти лазерные источники способны генерировать монохроматические, высококогерентные и узконаправленные лазерные лучи.
Фокусировка луча: лазерный луч необходимо сфокусировать через линзу или отражатель, чтобы сконцентрировать энергию луча в зоне сварки и быстро нагреть заготовку.
Поглощение и проводимость: после того, как лазерный луч облучает поверхность заготовки, энергия будет поглощаться заготовкой, а не отражаться. Степень поглощения лазерной энергии зависит от типа и цвета материала.
Плавление и плавление: высокая плотность энергии лазерного луча быстро нагревает область сварки выше точки плавления, вызывая мгновенное плавление материала заготовки.
Охлаждение и затвердевание: как только лазерный луч перестает излучать, область сварки быстро охлаждается, а расплавленный металл затвердевает. Детали были прочно соединены.

Преимущества лазерной сварки

Лазерная сварка очень универсальна и может быть объединена с традиционной дуговой сваркой для создания гибридной лазерной дуговой сварки. Полученный сварной шов сочетает в себе преимущества лазерной и дуговой сварки. Лазерная сварка имеет ряд преимуществ перед традиционными технологиями сварки, в том числе:

Высокая точность: лазерная сварка имеет очень высокую точность позиционирования и качество сварки, а также позволяет достичь микронной точности сварки. Сварные швы, полученные с помощью лазерной сварки, также, как правило, более высокого качества, что делает их особенно подходящими для применений, требующих высокоточной сварки, таких как производство микроэлектроники и медицинских приборов.
Бесконтактная: Лазерная сварка — это бесконтактный процесс, не повреждающий поверхность заготовки и не требующий физического контакта. Очень выгодно при работе с хрупкими материалами или деликатными деталями при лазерной сварке.
Защита окружающей среды: по сравнению с традиционной сваркой, лазерная сварка обычно производит меньше отходов и выбросов вредных газов и более безопасна для окружающей среды.
Низкое тепловложение: тепловложение при лазерной сварке низкое, поскольку площадь сварки очень мала, что снижает деформацию и размер зоны термического влияния. Это очень важно при сварке тонколистовых материалов и термочувствительных деталей.
Уменьшение времени обработки: лазерная сварка выполняется быстро и позволяет быстро выполнять сварочные задачи и повышать эффективность производства. Кроме того, лазерная сварка не требует присадочных материалов, что снижает отходы материала. И этот процесс оказался более экономичным, чем традиционная сварка.
Широкая применимость: лазерную сварку можно использовать для различных материалов, включая металлы, пластмассы, керамику и т. д., что делает ее широко используемой в различных областях промышленности.
Лазерная сварка очень универсальна и может быть объединена с традиционной дуговой сваркой для создания гибридной лазерной дуговой сварки. Полученный сварной шов сочетает в себе преимущества лазерной и дуговой сварки.

Недостатки лазерной сварки

Лазерная сварка — современная технология сварки, обладающая высокой точностью и эффективностью, но имеющая также ряд недостатков и ограничений. Вот некоторые из основных недостатков лазерной сварки:

Высокая стоимость: затраты на приобретение и обслуживание лазерного оборудования относительно высоки, включая лазерные генераторы, оптические компоненты, системы охлаждения и т. д. Это может ограничить внедрение лазерной сварки малыми предприятиями или производителями с ограниченным бюджетом.
Высокие требования к выбору материала. Лазерная сварка предъявляет относительно высокие требования к материалу и качеству заготовки. Он больше подходит для материалов с высокой проводимостью, таких как металлы, тогда как для некоторых непроводящих или прозрачных материалов диапазон его применения ограничен.
Сложность обработки материалов с высокой температурой плавления: по сравнению с материалами с высокой температурой плавления, такими как вольфрам, молибден и т. д., лазерная сварка требует более высокой мощности и более длительного времени сварки, что может привести к термическим эффектам и проблемам с деформацией.
Высокие требования к очистке: Лазерная сварка предъявляет очень высокие требования к качеству поверхности детали. Даже крошечные пятна, оксидные слои или жир могут повлиять на качество сварки. Поэтому перед сваркой обычно требуется тщательная подготовка и очистка поверхности.
Проблемы безопасности: Лазерные лучи имеют высокую энергию и могут повредить глаза и кожу человека. Поэтому операторам необходимо принимать необходимые меры безопасности, например, носить соответствующие защитные очки и одежду.
Помехи видимого света: видимый свет может создавать помехи лазерам видимого света, что требует принятия мер по обеспечению надлежащего контроля света в рабочей зоне.

Что такое традиционная сварка?

Традиционная технология сварки использует источник тепла для плавления сварочного материала, а затем его охлаждения и затвердевания для соединения двух или более деталей. К традиционной сварке также относятся сварка в защитных газах, точечная сварка, контактная сварка и другие методы. Каждая из этих традиционных технологий сварки имеет свои преимущества и сферу применения. В соответствии с конкретными применениями и требованиями вы можете выбрать подходящий метод сварки для изготовления и ремонта.

Как работает традиционная сварка

Обычные методы сварки представляют собой набор традиционных методов соединения металлов или других материалов, которые существуют уже много лет и используются в самых разных областях производства и ремонта. Вот некоторые распространенные традиционные методы сварки:

Дуговая сварка. Дуговая сварка — это распространенный традиционный метод сварки, в котором используется дуга для создания высоких температур для плавления сварочных материалов и заготовок, а затем их охлаждения и затвердевания для образования сварного шва. Основные методы дуговой сварки включают ручную дуговую сварку, сварку в защитном газе (MIG), ручную дуговую сварку (SMAW/ARC) и сварку TIG (GTAW).
Газовая сварка: использование пламени для нагрева сварочных материалов, их плавления и соединения. Наиболее распространенным методом газовой сварки является ацетилен-кислородная сварка, при которой для нагрева заготовки используется пламя ацетилена и кислорода, и она подходит для ремонта листового металла, труб и металла.
Контактная сварка: соединение двух металлических деталей вместе с использованием электрического тока, проходящего через деталь для выделения тепла. К основным методам контактной сварки относятся точечная сварка, шовная сварка и пайка.
Сварка давлением: Сварка давлением — это метод соединения двух частей металла вместе с применением тепла и давления, который включает контактную точечную сварку, контактную шовную сварку и электронику.

Преимущества традиционной сварки

Однако традиционные процессы сварки остаются надежным производственным решением для многих отраслей промышленности, а лазерная сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами сварки. Конкретные моменты заключаются в следующем:

Низкая стоимость: традиционное сварочное оборудование, как правило, относительно недорогое, а обучение операторов обходится дешевле. Это снижает первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы и подходит для предприятий с ограниченным бюджетом.
Широкое применение: традиционную технологию сварки можно использовать на самых разных типах материалов, от металлов до пластиков, а также на листах различной толщины. Такая универсальность делает его пригодным для различных применений.
Сварка крупных конструкций. Традиционные методы сварки подходят для сварки крупных конструкций, таких как мосты, здания и судостроение. Он имеет сильную связь и применимость.
Долговечность: традиционные методы сварки обычно обеспечивают прочные соединения, подходящие для применений, требующих высокопрочных соединений, таких как транспортные средства и инженерные конструкции.
Применение автоматизации: традиционную технологию сварки можно сочетать с автоматизацией и робототехникой для повышения эффективности производства, особенно при массовом производстве.
Адаптивность подложки: традиционные методы сварки подходят для различных типов подложек, включая различные виды металлических и неметаллических материалов.
Ремонт и восстановление. Традиционные методы сварки по-прежнему играют важную роль в ремонте и техническом обслуживании, особенно вдали от источников питания или в сложных условиях.
Глубина сварки. Обычная сварка обычно имеет большую глубину сварного шва и подходит для применений, требующих более глубоких сварных швов.
Доступность сварочных материалов. Традиционные методы сварки часто используют обычные присадочные материалы, которые зачастую легко доступны.

Недостатки традиционной сварки

Традиционные технологии сварки по-прежнему имеют ценность во многих приложениях, но у них также есть некоторые недостатки и ограничения. Вот некоторые основные недостатки традиционных технологий сварки по сравнению с технологиями лазерной сварки:

Более низкая точность: в процессе сварки может возникнуть большая ширина сварного шва и зоны термического влияния, что может привести к деформации заготовки, нестабильности размеров или неточностям сварного соединения.
Сильное тепловое воздействие: тепловложение, генерируемое традиционной технологией сварки, относительно велико, что может легко вызвать крупномасштабное тепловое воздействие на заготовку, что может отрицательно повлиять на производительность и качество заготовки, особенно в случае термочувствительных материалов. .
Более низкая эффективность производства: традиционная сварка обычно требует относительно длительного времени сварки из-за низкой скорости сварки. Это ограничивает эффективность крупномасштабного производства и может увеличить производственные затраты.
Более высокие выбросы отходов и газов: традиционная сварка обычно требует большего количества присадочных материалов и отходов и приводит к образованию большого количества отходов и выбросов вредных газов, которые наносят ущерб окружающей среде.
Большие риски для безопасности: пламя и тепловые брызги, возникающие во время традиционной сварки, могут представлять опасность для операторов и окружающей среды.
Требования к очистке и последующей обработке. Традиционные процессы сварки часто требуют последующих этапов очистки и обработки для удаления остатков сварки или улучшения качества сварного шва, что увеличивает время и стоимость производства.

Лазерная сварка против обычной сварки: какой метод сварки выбрать?

Лазерная сварка и традиционная сварка имеют свои преимущества. Традиционная сварка проста в реализации и освоении, требует небольших инвестиций и подходит для всех обрабатывающих отраслей. Лазерная сварка — это самый современный тип сварки, обеспечивающий высокую точность, низкие тепловые искажения и более быстрое время обработки. Вы должны решить, какой метод сварки подойдет вам в зависимости от вашего применения, типа проекта и бюджета:

Тип материала

Первое, на что следует обратить внимание, это тип материала, который вы свариваете. Лазерная сварка, как правило, больше подходит для металлов и сварки, тогда как традиционные методы сварки часто подходят для различных типов материалов, включая металлы, пластмассы и стекло.

Требования к точности

Если требуется высокая точность и тонкая сварка, лазерная сварка часто является лучшим вариантом из-за ее высокой точности и качества сварки. Традиционная технология сварки не может удовлетворить этому требованию точности.

Термическое воздействие

Учитывайте термическое воздействие процесса сварки на заготовку. Если есть необходимость уменьшить зону термического влияния, особенно при сварке термочувствительных материалов, часто более подходящей является лазерная сварка, поскольку она обеспечивает меньшее погонное тепло.

Эффективность производства

Если требуется сварка в больших объемах, традиционные методы сварки, как правило, работают быстрее и, следовательно, могут быть более подходящими для массового производства. Лазерная сварка медленнее и подходит для мелкосерийного производства или прецизионных процессов.

Соображения стоимости

Оценка затрат является важным фактором. Лазерное оборудование, как правило, дороже и требует более высоких затрат на техническое обслуживание. Традиционные методы сварки часто обходятся дешевле, особенно для небольших проектов и предприятий с ограниченным бюджетом.

Толщина материала

Учитывайте толщину заготовки. Лазерная сварка подходит для более тонких материалов, но для более толстых материалов может потребоваться несколько проходов. Обычная сварка обычно подходит для материалов различной толщины.

Требования экологии и безопасности

Учитывайте условия труда и требования безопасности. Лазерная сварка может потребовать более строгого экологического контроля и мер безопасности для защиты оператора.

Подведем итог

Хотя традиционные методы сварки имеют свои преимущества, лазерная сварка является популярным выбором для соединения металлов и становится все более популярной во многих отраслях производства деталей благодаря своей точности, контролю и способности сваривать хрупкие или тонкие металлические детали. Выбор подходящего метода сварки будет зависеть от конкретных потребностей применения, стоимости и стандартов качества. Если вы ищете лазерного сварщика, рассмотрите Актек Лазер. У нас есть подтвержденный опыт работы в области лазерной сварки. Если вам нужна информация о наших возможностях лазерной сварки, посетите и свяжитесь с нами.

Лазерное оборудование

Контактная информация

Получить лазерные решения