Что такое лазерная сварка

Лазерная сварка — это процесс, в котором лазерный луч используется в качестве источника тепла для сварки металлов или других материалов.

Это точная и высококонтролируемая техника сварки, что делает ее идеальной для тонких или прецизионных компонентов, требующих высокого уровня контроля и точности. Это делает ее идеальным выбором для таких отраслей, как электроника, аккумуляторы, автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность.

Как работает лазерная сварка?

1. Основной принцип заключается в фокусировке лазерного луча для создания высоких температур, в результате чего сварочный материал расплавляется в локальных зонах и образуется сварной шов.
2. Лазер генерирует высокосфокусированный луч света с использованием оптических и электрических компонентов.
3. Лазерный луч направляется и перемещается на поверхность с помощью системы гальванического зеркала. Энергия лазера поглощается поверхностью заготовки. В зависимости от отражательной способности материала к выбранному типу лазера/длине волны, часть ее также отражается.
4. Поглощенная энергия преобразуется в тепло, в результате чего локализованная поверхность быстро нагревается и создает небольшую зону расплава. В окружающих областях наблюдается минимальная тепловая деформация.
5. Расплавленный материал затвердевает в течение нескольких миллисекунд, не оставляя времени для проникновения загрязняющих веществ, таких как водород, в сварные швы.

Каковы преимущества и недостатки лазерной сварки?

Преимущества лазерной сварки：

1. Малая зона термического влияния (ЗТВ): благодаря концентрированной энергии лазера зона термического влияния минимальна, что снижает деформацию материала и напряжение.
2. Быстрый процесс: лазерная сварка обычно выполняется быстро, с использованием мощных лазеров в несколько киловатт для удовлетворения строгих производственных требований.
3. Легко автоматизировать: лазерную сварку можно интегрировать с автоматизированным оборудованием, что делает ее пригодной для крупномасштабного производства и снижает затраты на рабочую силу.
4. Высококачественные сварные швы: благодаря высокому уровню контроля над подводом тепла лазерная сварка обеспечивает более быстрое поглощение тепла и более высокие скорости охлаждения по сравнению с традиционными методами. Это сводит к минимуму время проникновения загрязняющих веществ, таких как водород, в сварной шов и возникновения механических повреждений.
5. Хорошие механические свойства: поскольку лазерная сварка позволяет лучше контролировать подачу тепла, деформация и изгиб деталей из-за нагрева сводятся к минимуму.

Недостатки лазерной сварки：

1. Высокие затраты на оборудование: первоначальные инвестиции в оборудование для лазерной сварки обычно высоки.
2. Необходимо обеспечить безопасность лазера:Безопасность имеет решающее значение для всех методов сварки. В случае лазерной сварки важно изолировать лазерный луч и его отражения, чтобы предотвратить несчастные случаи.
3. Светоотражающие материалы: некоторые материалы могут не подходить для лазерной сварки, особенно материалы с высокой отражательной способностью (например, алюминий и медь), которые могут потребовать специальной обработки.

Применение лазерной сварки

Лазерная сварка имеет широкий спектр применения, включая:

1. Электронная промышленность: Используется для сварки печатных плат, разъемов и других электронных компонентов, обеспечивая высокоточные и компактные решения для сварки.

2. Производство автомобилей: используется при сварке автомобильных деталей, включая конструкции кузова, компоненты двигателя и аккумуляторные батареи, обеспечивая высокую эффективность и прочность.

3. Аэрокосмическая промышленность: Используется для сварки конструкций самолетов, топливных баков и других ответственных компонентов, обеспечивая высокую прочность и долговечность.

4. Медицинские приборы: При производстве медицинского оборудования и инструментов лазерная сварка используется для соединения и герметизации прецизионных деталей, обеспечивая безопасность и эффективность.

5. Обработка металла: Широко применяется при сварке и ремонте металлических деталей, особенно в случаях, требующих высокой точности и сложной формы.

6. Фотоэлектрическая промышленность: Используется для сварки солнечных элементов с целью повышения эффективности и надежности фотоэлектрических модулей.

7. Производство бытовой техники: При производстве бытовой техники лазерная сварка применяется для сварки металлических корпусов и внутренних компонентов, что повышает качество продукции.

Благодаря своей эффективности, точности и универсальности лазерная сварка широко применяется во многих отраслях промышленности.

Многие инженеры и менеджеры в этих отраслях изначально считали, что лазерная сварка выходит за рамки их бюджета. Однако они быстро обнаружили, что лазерная сварка очень доступна, а ее стоимость сопоставима с ручной сваркой или даже ниже, если учесть общие затраты на процесс.