Может ли лазер сварить разные металлы?
Как работает лазерная сварка
Принцип сварки с помощью лазера прост: лазер нагревает металл выше температуры плавления, благодаря чему образуется прочное соединение деталей. Лазерная сварка позволяет не только соединить одинаковые материалы, но и при необходимости сплавить детали из разных материалов.
Эффективность соединения с помощью лазерной сварки двух разнородных материалов зависит от их физико-химических свойств. Ключевыми факторами являются разница в температурах плавления, теплопроводности, коэффициентах теплового расширения и способности образовывать интерметаллические фазы.
Соединение разнородных металлов, например, стали и алюминия, интересно для решения задачи снижения веса автомобилей и углеродного следа. Обсудим, насколько хорошо работает лазерная сварка для этой задачи.
Какие разнородные материалы можно сваривать лазерной сваркой?
В настоящее время разрабатывают технологии сварки даже нерастворимых друг в друге в жидком состоянии металлов. Например, с использованием промежуточных материалов или особого состава присадочной проволоки. Рассмотрим особенности соединения некоторых пар разнородных металлов.
1. Медь и нержавеющая сталь
Эта комбинация получается лучше всего. Для сварки меди и стали лазерный луч смещают на сталь, так как медь имеет высокий коэффициент отражения и теплопроводность. Сталь плавится первой, смачивая медь и формируя соединение. Для данной комбинации металлов также хорошо работает предварительный нагрев свариваемых деталей.
2. Алюминий и сталь
Соединение алюминия и стали возможно при точно контролируемом смещении лазерного луча. Для соединения встык предпочтительно смещать лазерный луч на алюминий, который в жидком состоянии хорошо смачивает сталь.
При сварке внахлест луч следует направлять на сталь. Это снижает вероятность образования хрупких интерметаллидов. Повысить надежность сварного соединения тавровых швов можно за счет установки алюминиевой детали в неглубокий паз в стальной детали: после сварки произойдет заклинивание из-за разницы коэффициентов теплового расширения. Нагрев лазером при этом следует осуществлять со стороны стали.
Следующие комбинации металлов требуют большего количества усилий и опыта.
3. Титан и алюминий
При сварке титана и алюминия встык лазерный луч смещают на алюминий. Сварка внахлест лучше получается при воздействии лазером со стороны титана.
4. Медь и алюминий
Рекомендуется смещение луча на алюминий как при сварке встык, так и при сварке внахлест. Значительная разница в электропроводности и тепловом расширении провоцирует гальваническую коррозию и горячие трещины. Эти проблемы можно преодолеть с помощью поверхностной обработки материалов или замены сварки на пайку.
5. Титан и магний
Сварку титана и магния можно осуществить при условии предварительного нанесения тонких слоев (10–50 мкм) меди или никеля на титан электролитическим осаждением.
6. Металлы с покрытиями
Оцинкованные или никелированные поверхности требуют точного контроля мощности лазера для предотвращения выгорания защитных слоев.
А что насчет неметаллов?
7. Металлы и неметаллы
Лазерная сварка может применяться и для соединения металлических и неметаллических материалов, например, стали с полимерами.
Технологические приёмы для сложных пар металлов
Основные технологические приемы, которые применяют для соединения разнородных металлов:
- Смещение луча. Сдвиг фокуса (0.1–2 мм) к металлу с большим коэффициентом поглощения.
- Защитные газы. Аргон или гелий предотвращают окисление титана, алюминия и высоколегированных сталей.
- Присадки и промежуточные слои
- Предварительный нагрев. Нагрев позволяет выровнять температуру материалов с разной теплопроводностью (например, медь-сталь).
За счет точного контроля параметров процесса лазерная сварка позволяет создавать лёгкие и прочные конструкции, которые трудно получить традиционными методами.
Станки ЛАССАРД для лазерной сварки
Мы предлагаем компактные лазерные аппараты для сварки:
1. Многофункциональный станок для сварки, резки и очистки WELDER MINI мощностью 1.5 кВт за 1 500 000 рублей
WELDER MINI — это компактный лазерный сварочный аппарат с дополнительными функциями резки и очистки.
2. Гибридный станок для резки, сварки и очистки MULTI HERO мощностью 1–3 кВт от 2 970 000 руб
MULTI HERO – это многофункциональный станок с 4-мя возможностями лазерной обработки металлов:
- Лазерная сварка до 5 мм
- Лазерная зачистка швов до 5 мм
- Лазерная резка до 3 мм
- Лазерная очистка: ширина до 80 мм
Лазерные технологии в ЛАССАРД
Если вы хотите увидеть лазерные технологии в действии, то приезжайте к нам в шоурум! Мы покажем, как лазерные технологии работают на практике в станках для резки, сварки, маркировки, очистки и упрочнения, а также в гибридном станке 3 в 1.
Наши контакты:
📱 Сайт
👥 ВК
📺 RUTUBE
🏭 Наше производство и шоурум: ОЭЗ «Технополис Москва», 109316, Россия, Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5, пом. 1Н
📞 Наш телефон: +7 495 120 68 86
✉️ Наша почта: sales@lassard.ru