Lazerinis suvirinimas yra vienas iš seniausių pramoninių lazerinių medžiagų apdorojimo būdų. Daugumoje ankstyvųjų pritaikymų lazeriu generuojamos suvirinimo siūlės yra aukštesnės kokybės, todėl padidėja našumas. Tobulėjant lazerių tipams, lazeriniai šaltiniai dabar turi didesnę galią, skirtingus bangos ilgius ir platesnį impulsų diapazoną. Be to, pluošto sklidimas, mašinos valdymo aparatinė ir programinė įranga bei proceso jutikliai skatina geresnį lazerinio suvirinimo proceso vystymąsi.
Lazerinis suvirinimas turi unikalių pranašumų, įskaitant mažą šilumos įvedimą, siaurą lydymosi zoną ir karščio paveiktą zoną, taip pat puikias mechanines medžiagų savybes, kurias anksčiau buvo sunku naudoti procesuose, kurie gamina daug šilumos į dalis. Dėl šių savybių lazerinio suvirinimo būdu suformuota siūlė tampa tvirtesnė ir patrauklesnė. Be to, lazeriniam suvirinimui reikalingas stingimo laikas yra daug mažesnis. Kartu su lazeriniu sekimo jutikliu galima realizuoti automatizavimą, taip sumažinant produkto kainą. Visos šios naujos technologijos dar labiau išplėtė lazerinio suvirinimo taikymo sritį. Daugelyje pramonės šakų sėkmingai taikomas pluoštinis lazerinis suvirinimas naudojant skirtingus metalus, komponentų formas, dydžius ir tūrius.
Baterijų suvirinimas
Didėjantis ličio baterijų naudojimas elektrinėse transporto priemonėse ir daugelyje elektroninių prietaisų reiškia, kad inžinieriai gaminių projektavimui naudoja pluošto lazerinį suvirinimą. Srovę nešantys komponentai, sukurti iš vario arba aliuminio lydinio, sujungiami su baterijų serija, naudojant optinio pluošto lazerinį suvirinimą. Lazerinis suvirinimas aliuminio lydinio (dažniausiai 3000 serijos) ir gryno vario, kad būtų sudarytas elektrinis kontaktas su teigiamais ir neigiamais akumuliatoriaus elektrodais. Visos baterijoje naudojamos medžiagos ir medžiagų deriniai yra kandidatės į naują pluoštinio lazerinio suvirinimo procesą. Perdengiančios, užpakalinės ir suvirintos jungtys sukuria įvairias jungtis akumuliatoriaus viduje. Lazeriu suvirinus antgalio medžiagą prie neigiamo ir teigiamo gnybtų, atsiras supakuotas elektrinis kontaktas. Galutinis akumuliatoriaus surinkimo ir suvirinimo etapas, ty aliuminio skardinės sandarinimas, sukuria barjerą vidiniam elektrolitui. Kadangi tikimasi, kad baterija patikimai veiks 10 ar daugiau metų, lazerinio suvirinimo pasirinkimas visada gali būti aukštos kokybės. Naudojant tinkamą optinio pluošto lazerinio suvirinimo įrangą ir procesą, suvirinant lazeriu galima nuolat gaminti aukštos kokybės 3000 serijos aliuminio lydinio siūles.
Tikslus apdirbimas ir suvirinimas
Laivuose, chemijos perdirbimo gamyklose ir farmacijos pramonėje naudojami sandarikliai iš pradžių buvo suvirinti TIG. Kadangi jie naudojami jautrioje aplinkoje, šie komponentai yra tiksliai apdirbami ir šlifuojami nikelio pagrindo lydinio medžiagomis, kurios yra atsparios aukštai temperatūrai ir cheminei korozijai. Partijos dydis paprastai yra mažas, o nustatymų skaičius yra didelis. Suprantama, kad šiuo metu šių komponentų surinkimas buvo patobulintas suvirinant optinio pluošto lazeriu. Priežastys, dėl kurių naudojamas pluoštinis lazerinis suvirinimas, siekiant pakeisti ankstyvą robotinį lankinio suvirinimo procesą, yra šios: lazerinio suvirinimo kokybė yra pastovi; Lengva konvertuoti iš vienos komponentų konfigūracijos į kitą, o tai sumažina nustatymo laiką ir pagerina našumą; Sąnaudas galima sumažinti sumontavus lazerinį sekimo jutiklį, kuris automatizuoja lazerinio suvirinimo procesą.
Dujoms nepralaidus suvirinimas
Dėl hermetiškai uždarytos elektronikos medicinos prietaisuose, tokiuose kaip širdies stimuliatoriai ir kita elektronika, pluošto lazerinis suvirinimas tapo tinkamiausiu procesu tais atvejais, kai reikalaujama didžiausio patikimumo. Naujausias dujoms nelaidžio suvirinimo proceso patobulinimas išsprendė su lazeriniu suvirinimu ir suvirinimo pabaigos tašku susijusias problemas, kurios yra pagrindinė padėtis norint užbaigti sandarų sandarinimą. Ankstesnė lazerinio suvirinimo technologija sukels įdubimą galutiniame taške, kai lazerio spindulys bus išjungtas, net ir sumažinus lazerio galią. Pažangus lazerio spindulio valdymas pašalina įdubimus plonose ir giliose siūlėse. Rezultatas – vienoda suvirinimo kokybė, nėra poringumo galutiniame taške, patobulinta išvaizda ir patikimesnis sandarinimas.
Oro erdvės suvirinimas
Nikelio ir titano pagrindu pagamintų aviacinių lydinių suvirinimui pluoštiniu lazeriu reikia kontroliuoti suvirinimo geometriją ir suvirinimo mikrostruktūrą, įskaitant poringumo mažinimą ir grūdelių dydžio kontrolę. Daugelyje aviacijos ir erdvėlaivių pagrindinis projektavimo kriterijus yra suvirinimo siūlių nuovargis. Todėl projektavimo inžinieriai beveik visada nurodo, kad suvirinimo paviršius yra išgaubtas arba šiek tiek išgaubtas, kad padidintų suvirinimo stiprumą. Šiuo tikslu automatizuotam procesui naudojama 1,2 mm skersmens pildymo linija. Pridėjus užpildo vielą prie užpakalinės jungties, viršutinėje ir apatinėje eigose bus nuoseklūs vainikėliai. Užtikrinant gerą suvirinimo siūlės mikrostruktūrą, suvirinimo vielos lydinio parinkimas taip pat prisideda prie suvirinimo siūlės mechaninių savybių.
Skirtingas metalo suvirinimas
Galimybė gaminti gaminius naudojant skirtingus metalus ir lydinius labai pagerina projektavimo ir gamybos lankstumą. Gatavų gaminių savybių, tokių kaip korozijai, dilimui ir karščiui, optimizavimas, kartu kontroliuojant išlaidas, yra dažna skirtingų metalų suvirinimo motyvacija. Pavyzdys yra nerūdijančio plieno ir cinkuoto plieno sujungimas. Dėl puikaus atsparumo korozijai 304 nerūdijantis plienas ir cinkuotas anglinis plienas buvo plačiai naudojami įvairiose srityse, pvz., virtuvės prietaisuose ir aviacijos komponentuose. Šis procesas kelia tam tikrų ypatingų iššūkių, ypač todėl, kad cinko danga sukels rimtų suvirinimo siūlių poringumo problemų. Suvirinimo metu plieno ir nerūdijančio plieno lydymosi energija išgarins cinką maždaug 900 laipsnių temperatūroje, o tai yra daug žemesnė nei nerūdijančio plieno lydymosi temperatūra. Dėl žemos cinko virimo temperatūros rakto skylutės suvirinimo metu susidaro garai. Bandant pabėgti nuo išlydyto metalo, sukietėjusioje siūlėje gali likti cinko garų, todėl suvirinimo siūlė tampa pernelyg poringa. Kai kuriais atvejais cinko garai išbėgs kietėjant metalui, suvirinimo paviršiuje susidarys poros arba šiurkštumas. Apdaila ir mechaninis suvirinimas gali būti lengvai atliktas tinkamai suprojektavus jungtis ir parinkus lazerinio proceso parametrus. 0,6 mm storio nerūdijančio plieno 304 ir 0,5 mm storio cinkuoto plieno viršutiniame ir apatiniame suvirinimo siūlių paviršiuje nėra įtrūkimų ar porų.