Sudarea cu laser este una dintre cele mai timpurii aplicații în prelucrarea materialului industrial cu laser. În majoritatea aplicațiilor timpurii, sudurile generate cu laser sunt de calitate superioară, îmbunătățind astfel productivitatea. Odată cu dezvoltarea tipurilor de laser, sursele laser au acum o putere mai mare, lungimi de undă diferite și o gamă mai largă de capacitate de impuls. În plus, propagarea fasciculului, hardware-ul și software-ul de control al mașinii și senzorii de proces promovează o nouă dezvoltare mai bună a procesului de sudare cu laser.
Sudarea cu laser are avantaje unice, inclusiv aport scăzut de căldură, zonă de fuziune îngustă și zonă afectată de căldură, precum și proprietăți mecanice excelente ale materialelor, procese anterior dificil de utilizat, care produc un aport mare de căldură în piesele. Aceste proprietăți fac sudura formată prin sudarea cu laser mai puternică și mai atractivă ca aspect. În plus, timpul de priză necesar pentru sudarea cu laser este mult mai mic. Cuplat cu senzorul de urmărire cu laser, automatizarea poate fi realizată, reducând astfel costul produsului. Toate aceste noi tehnologii au extins și mai mult domeniul de aplicare a sudării cu laser. În multe industrii, sudarea cu laser cu fibre folosind diferite metale, forme, dimensiuni și volume ale componentelor a fost aplicată cu succes.
Utilizarea din ce în ce mai mare a bateriilor cu litiu în vehiculele electrice și în multe dispozitive electronice înseamnă că inginerii folosesc sudarea laser cu fibre în proiectarea produselor. Componentele purtătoare de curent generate de cupru sau aliaj de aluminiu sunt conectate la o serie de baterii din baterie prin sudare cu laser cu fibră optică. Aliaj de aluminiu de sudare cu laser (de obicei seria 3000) și cupru pur pentru a forma un contact electric cu electrozii pozitivi și negativi ai bateriei. Toate materialele și combinațiile de materiale utilizate în baterie sunt materiale candidate pentru noul proces de sudare cu laser cu fibre. Îmbinările sudate prin suprapunere, cap la cap și filet realizează diverse conexiuni în interiorul bateriei. Sudarea cu laser a materialului urechilor la bornele negative și pozitive va produce un contact electric împachetat. Etapa finală de asamblare și sudare a pachetului de baterii, și anume etanșarea îmbinării rezervorului de aluminiu, creează o barieră pentru electrolitul intern. Deoarece este de așteptat ca bateria să funcționeze în mod fiabil timp de 10 ani sau mai mult, selecția de sudare cu laser poate avea întotdeauna o calitate înaltă. Folosind echipamente și procese corecte de sudare cu laser cu fibră optică, sudarea cu laser poate produce în mod constant suduri de înaltă calitate din aliaj de aluminiu din seria 3000.
2.Sudura cu prelucrare de precizie
Sigiliile folosite la nave, rafinăriile chimice și industria farmaceutică au fost inițial sudate TIG. Deoarece sunt utilizate în medii sensibile, aceste componente sunt prelucrate cu precizie și măcinate cu materiale aliaje pe bază de nichel cu rezistență la temperaturi ridicate și rezistență la coroziune chimică. Dimensiunea lotului este de obicei mică, iar numărul de setări este mare. Se înțelege că în prezent, asamblarea acestor componente a fost îmbunătățită prin sudarea cu laser cu fibră optică. Motivele pentru utilizarea sudurii cu laser cu fibre pentru a înlocui procesul timpuriu de sudare cu arc robotizat includ: calitatea sudurii cu laser este consecventă; Este ușor să convertiți de la o configurație de componentă la alta, astfel încât să reduceți timpul de setare și să îmbunătățiți rezultatul; Costul este redus prin asamblarea senzorului de urmărire cu laser pentru a automatiza procesul de sudare cu laser.
Elementele electronice închise ermetic din dispozitivele medicale, cum ar fi stimulatoarele cardiace și alte dispozitive electronice, au făcut din sudarea cu laser cu fibră procesul preferat pentru aplicațiile care necesită cea mai mare fiabilitate. Cea mai recentă dezvoltare a procesului de sudare etanșă la gaz a rezolvat problemele legate de sudarea cu laser și punctul final de sudare, care este poziția cheie pentru completarea etanșării la gaz. În tehnologia anterioară de sudare cu laser, atunci când fasciculul laser este oprit, chiar și atunci când puterea laserului este redusă, depresia va fi generată la punctul final. Controlul avansat al fasciculului laser elimină depresiuni în sudurile subțiri și adânci. Rezultatul este calitate constantă a sudurii, lipsa porozității la capăt, aspect îmbunătățit și etanșare mai fiabilă.
Sudarea cu laser cu fibre a aliajelor de aviație pe bază de nichel și titan necesită controlul geometriei sudurii și microstructurii sudurii, inclusiv reducerea la minimum a porozității și controlul mărimii granulelor. În multe aplicații aerospațiale, performanța la oboseală a sudurilor este criteriul cheie de proiectare. Prin urmare, inginerul proiectant specifică aproape întotdeauna că suprafața de sudare este convexă sau ușor convexă pentru a spori rezistența sudurii. În acest scop, pentru procesul automatizat se utilizează o linie de umplere cu diametrul de 1,2 mm. Adăugarea de sârmă de umplere la îmbinarea cap la cap va avea ca rezultat coroane de sudură consistente pe trecerile de sus și de jos. Asigurând o microstructură bună a sudurii, selecția aliajului de sârmă de sudură contribuie și la proprietățile mecanice ale sudurii.
Abilitatea de a fabrica produse folosind diferite metale și aliaje îmbunătățește foarte mult flexibilitatea proiectării și producției. Optimizarea proprietăților produselor finite, cum ar fi rezistența la coroziune, uzură și căldură, controlând în același timp costurile, este o motivație comună pentru sudarea metalelor diferite. Conectarea oțelului inoxidabil și a oțelului galvanizat este un exemplu. Datorită rezistenței excelente la coroziune, oțelul inoxidabil 304 și oțelul carbon galvanizat au fost utilizate pe scară largă în diverse aplicații, cum ar fi aparatele de bucătărie și componentele aviației. Acest proces prezintă unele provocări speciale, în special pentru că acoperirea cu zinc va aduce probleme serioase de porozitate a sudurii. În timpul sudării, energia de topire a oțelului și a oțelului inoxidabil va evapora zincul la aproximativ 900 ℃, ceea ce este mult mai mic decât punctul de topire al oțelului inoxidabil. Punctul de fierbere scăzut al zincului duce la formarea de abur în timpul sudării prin gaura cheii. Când încercați să scape de metalul topit, vaporii de zinc pot rămâne în sudura solidificată, rezultând o porozitate excesivă a sudurii. În unele cazuri, vaporii de zinc vor scăpa odată cu solidificarea metalului, rezultând pori sau rugozitate pe suprafața de sudare. Finisarea și sudarea mecanică pot fi realizate cu ușurință prin proiectarea adecvată a îmbinărilor și selectarea parametrilor procesului cu laser. Nu există crăpături sau pori pe suprafețele superioare și inferioare ale sudurilor prin suprapunere din oțel inoxidabil 304 cu o grosime de 0,6 mm și oțel galvanizat cu o grosime de 0,5 mm.
