Высокий

Сварка волоконным лазером продолжает становиться предпочтительным процессом с улучшением качества сварки, надежности и производительности. Многие виды сварки волоконным лазером являются автогенными, когда сварной шов формируется полностью за счет плавления частей основного металла без использования дополнительной присадочной проволоки или порошка.

Лазерная сварка почти всегда автогенна для самых разных материалов. Однако некоторые сложные материалы и сложные области применения требуют использования присадочного материала в процессе сварки. При этом возможны значительные улучшения процесса сварки.

Улучшения приложения включают в себя:

Лазерную сварку с присадочным материалом можно производить порошком или проволокой (см. рисунок 1). Однако в большинстве случаев промышленной лазерной сварки используется проволока. В этой статье основное внимание уделяется волоконной лазерной сварке проволокой. Следует отметить, что одной из причин предпочтения проволоки является ее более низкая стоимость. Обычно порошковое сырье для большинства материалов дороже, чем проволочное сырье. Например, типичная стоимость проволоки Inconel 625 диаметром 0,9 мм составляет 26 долларов США за фунт по сравнению с 48 долларами США за фунт порошка того же материала. По этой причине порошок в основном используется в аддитивном производстве, а не для сварки.

Как многопараметрический процесс, лазерная сварка присадочной проволокой зависит от нескольких условий, которые определяют качество, скорость процесса и стоимость.

Скорость сварки/присадочной проволоки : Скорость подачи проволоки для заданного воздушного зазора и толщины пластины является важным параметром и зависит от скорости сварки, площади поперечного сечения зазора между поверхностью соединения и площади поперечного сечения присадочной проволоки. Связь выражается следующим образом:

Скорость подачи проволоки (м/мин) = скорость сварки (м/мин) * площадь поперечного сечения зазора (мм2)/ площадь поперечного сечения проволоки (мм2)

Использование присадочной проволоки обычно приводит к снижению скорости сварки на 10–20 процентов при заданной мощности лазера, чтобы компенсировать энергию лазера, которая должна использоваться для плавления проволоки. Обратите внимание, что компромисс с более низкой скоростью компенсируется увеличением преимуществ использования присадочной проволоки. Но важно использовать правильную скорость присадочной проволоки. Если скорость подачи присадочной проволоки слишком мала, количество тепла, выделяемого лазерным лучом, повлияет на проволоку и свариваемый материал, поскольку может расплавить большую секцию на конце проволоки. Это может привести к разрыву образующегося в процессе жидкометаллического мостика, образованию капли на конце проволоки и кратковременному нарушению устойчивости процесса.

Слишком высокая скорость подачи присадочной проволоки может привести к тому, что энергии, подаваемой в зону сварки, будет недостаточно для стабильного и длительного плавления проволоки. Объем жидкого металла на конце проволоки и в жидкометаллической перемычке увеличивается, заполняя воздушный зазор. Кроме того, нерасплавленная проволока попадает в заднюю часть ванны, вытесняя жидкий металл, который, затвердевая, образует характерные горбы поверхности шва и пористость в корне шва. Правильная скорость сварки обеспечит правильную глубину провара, ширину сварного шва и высоту верхнего шва.

Взаимодействие лазерного луча и присадочной проволоки: Слишком короткая открытая длина проволоки предотвращает расплавление проволоки в начальной зоне валика, а лазерный луч напрямую воздействует на расплавляемый материал. В свою очередь, слишком большая открытая длина проволоки приводит к прижатию удлиненного конца проволоки к поверхности пластины. На начальном этапе луч лазера проплавляет проволоку насквозь, разделяя ее на две части. В результате место начала процесса оказалось покрыто приваренным к поверхности концом проволоки, который трудно удалить. В крайнем случае приваренный конец проволоки может вызвать столкновение с соплом газовой защиты, нарушив или даже разрушив газовую защиту. Функции управления LASERDYNE 795 с BeamDirector обеспечивают правильное взаимодействие лазерного луча и присадочной проволоки.

LASERDYNE 795 с BeamDirector идеально разработан для волоконной лазерной сварки и подачи проволоки. Контроллер System S94P обеспечивает защиту от столкновений, обеспечивая при этом оптимальную газовую защиту и контроль параметров лазера.