Script: /index.php?ID=573
Query: INSERT INTO counter_05 VALUES(0,'2077463','2017-08-19','54.146.11.8','3v19nacb75s7pa6gc740vjgrl7')
Error number: 1062
Error description: Duplicate entry '943181' for key 'PRIMARY'
Laserové zváranie
HomePrint version English version

Laserové zváranie


Laser je kvantový generátor svetelných lúčov, ktorý slúži k zosilneniu svetelných vĺn pomocou stimulovanej emisie žiarenia. Žiarenie vychádza z laseru vo forme monochromatického (s jednou vlnovou dĺžkou) alebo koherentného (v súlade s fázou) zväzku lúčov, ktorý má vysokú hustotu energie. Z konštrukčného hľadiska sa lasery delia na viaceré typy, z ktorých sa na zváranie využívajú najmä pevnolátkové lasery (napr. Nd-YAG), plynové (napr. CO2 , excimerové) a polovodičové (diódové).

LZ-schema (1)

 Schéma laserového zvárania

Laserový lúč, poskytujúci energiu na tavenie a vyparovanie materiálu, je fokusovaný do malého bodu. Zváranie je v základe vykonávané dvoma spôsobmi. Pri väčšom priemere lúča a jeho menšom výkone (vodivostný mód zvárania) je teplo z povrchu prenášané do materiálu pomocou tepelnej vodivosti. Toto je typické pre nízkovýkonové Nd:YAG laserové zváranie s relatívne plytkými zvarmi. Vysokovýkonové laserové zváranie je charakterizované tým, že vysokou koncentráciou energií sa v mieste interakcie lúča s materiálom vytvorí v smere zváranej hrúbky hlboký a úzky kráter vyplnený plynmi s parami kovu nazývaný paroplynový kanál, ktorý pri pohľade zhora má tvar kľúčovej dierky (key-hole). Energia lasera nataví a vyparuje kov pri pohybe laserového lúča. Tlak pár premiestni natavený kov tak, že v zadnej časti zvarového kúpeľa kov tuhne a vytvára zvarový spoj. Podporuje prenos laserovej energie do kovu a vedie laserový lúč hlboko do materiálu. To umožní získať veľmi hlboké a úzke zvary a preto je tiež toto zváranie nazývané zváranie s hlbokým prienikom.

Laserom možno zvárať vo vzduchovej atmosfére alebo v špeciálnej pracovnej atmosfére. Zváracie plyny musia spĺňať niekoľko požiadaviek – ochrana zvarového kúpeľa a teplom ovplyvnenej zóny, ochrana optiky pred dymom a rozstrekom, ochrana koreňa a riadenie plazmy počas zvárania s CO2 laserom.

Výhody

• ľahko dosiahnuteľný úzky a hlboký zvar u širokého spektra materiálov
• efektívne hlboké zvary môžu byť urobené pre materiály o hrúbke až 25 mm
• laserové zváranie je realizované s veľmi malým vstupom energie na jednotku zvarovanej dĺžky, výsledkom čoho sú malé deformácie a nízke zvyškové napätie spôsobené zváraním a malá tepelne ovplyvnená zóna
• vysoká produktivita práce technologického procesu
• zotrvačnosť laserového lúča je veľmi malá, laserové zváranie je vhodné pre automatizáciu
• laserové zváranie môže byť vykonávané vo vzduchovej atmosfére bez použitia vákua alebo v špeciálnej inertnej prídavnej atmosféry
• nedochádza k žiadnemu znečisťovaniu zvaru materiálom elektród
• laserový lúč môže lokálne zvárať aj miesta ťažko dostupné, ktoré by boli inými spôsobmi zvárania obtiažne zvariteľné.

Nevýhody

• pri CO2 laseroch sú prísne požiadavky na čistotu pracovných plynov (CO2, dusík a hélium), ktoré sú potrebné na generovanie lúča,
• relatívne veľké rozmery vo vzťahu k výkonu lasera
• nízka energetická účinnosť,
• jednoduchšie pevnolátkové a diódové lasery umožňujú zvárať len malé hrúbky asi do 2 mm.

Príklady použitia

Automobilový priemysel: zváranie karosérií automobilov, zváranie krytov lineárnych motorov, zváranie kolies.
Klasická a jadrová energetika: laserové zváranie pre diagnostiku, zváranie absorpčných puzdier vyhoreného jadrového paliva, kontajnerov rádioaktívnych odpadov.
Vákuová technika: zváranie armatúr a potrubí, zváranie častí vákuových čerpacích systémov, prírub, tesnení a podobne.

LZ-foto 

Laserové zváranie absorpčných puzdier z austenitickej ocele ATABOR WS1

Literatúra:
• Benko B., Fodrek P.: Laserové technológie, monografia, SjF STU Bratislava, 2000.
• Kolenič F., Blažíček P., Machovič M.: Laserové hybridné zváranie - nová perspektívna technika produktívneho zvárania v priemysle, Zvárač č. 2, 2005, str. 9 - 15.

linky Slovensko     linky Európa   linky svet


Autor: Koseček M., PRVÁ ZVÁRAČSKÁ, a.s.