Co je laserové svařování a jak tato technika funguje?

Co je laserové svařování a jak tato technika funguje?

Laserové svařování: technika, typy, výhody a použití

Existuje několik typů svařovacích technik a aplikací, včetně procesů MIG, TIG, ručního obloukového svařování nebo svařování plněnou elektrodou. Na webu máme mnoho informačních materiálů a článků o těchto procesech svařování. Dnes si projdeme proces laserového svařování, způsob jeho fungování, typy laserového svařování, jeho výhody a použití.

Co je laserové svařování?

Laserové svařování je proces tavného svařování, kdy se kovy nebo termoplasty spojují pomocí zaostřeného laserového paprsku. Jedná se o nejpokročilejší druh svařování, který nachází uplatnění v mnoha rozličných průmyslových odvětvích, od leteckého průmyslu a výroby lékařského vybavení až po výrobu drobných šperků.


Jak technologie laserového svařování funguje

Při procesu laserového svařování se vysoce koncentrovaný paprsek světla zaměří na dutinu mezi materiály, které mají být spojeny. Výkonný laserový paprsek roztaví materiály v jejich švech a vytvoří v nich spoj. Při použití takto vysoce koncentrovaného zdroje tepla lze laserové svařování u tenkých materiálů provádět vysokou rychlostí. U tlustších materiálů lze laserovým svařováním vytvářet hluboké a úzké svary.

Existují dva druhy laserového svařování:

Svařování vedením tepla

Při svařování vedením tepla laserový paprsek zahřeje povrch materiálu nad jeho bod tání. Tento proces se používá k vytváření svarů, které nevyžadují vysokou pevnost svaru. Tento typ svařování se provádí laserem o nízkém výkonu pod 500 W. Při svařování vedením tepla vznikají hladké a estetické svary.

Svařování metodou klíčové dírky

Při svařování metodou klíčové dírky zahřeje laserový paprsek povrch materiálu až do bodu odpařování, a proniká přitom hluboko do materiálu. Tím se vytvoří klíčová dírka za vzniku plazmy. Teplota stoupne nad 10 000 K (9700 °C). Tento typ svařování se provádí laserem o vysokém výkonu nad 105 W/mm<sup>2</sup>.


Výhody laserového svařování

Laserové svařování je univerzální a lze jej použít společně s obloukovým svařováním za vytvoření hybridního laserového obloukového svařování. Výsledný svar pak bude mít výhody laserového i obloukového svařování. Svar má také hluboce provařené spoje a lepší toleranci k sestavení spoje. Sníží se také nežádoucí účinky, jako je praskání nebo vnitřní pórovitost.

Ve srovnání s tradičními procesy svařování má svařování laserovým paprskem následující výhody:

Menší množství tepla

Vysoce koncentrovaný laserový paprsek se zaměří na malou plochu, čímž je tepelně ovlivněná oblast (TOO) menší. V porovnání s tradičním svařováním tudíž proces laserového svařování vyžaduje nízkoteplotní vstup.

Kratší doba zpracování

Přestože je počáteční investice vysoká, proces laserového svařování se ukazuje jako nákladově efektivnější než tradiční svařování. Důvodem je, že laserové svařování má vyšší rychlost zpracování, která má za následek vyšší produktivitu a rychlejší obrat.

Snižuje riziko tepelných deformací

Protože tento proces pracuje s nízkým tepelným příkonem, dochází při něm k menšímu tepelnému namáhání. Zaostřený paprsek roztaví pouze malou plochu kovu, a tím se minimalizuje vnitřní pnutí vyvolané teplem a následné deformace obrobku.

Vysoká přesnost

Laserový paprsek lze ovládat a zaostřit jej na malou plochu. To umožňuje svařování součástí s vysokou přesností. Díky přizpůsobitelné velikosti bodu je laserové svařování nejvhodnější pro jemné nebo tenké kovy.

Použití laserového svařování

Díky své vysoké přesnosti, kratší době zpracování, široké materiálové toleranci a stálé kvalitě má laserové svařování mnoho oblastí použití.

Zde jsou uvedeny některé z oblastí, kde lze laserové svařování použít:

Automobilový průmysl

Laserové svařování nabízí režim provozu bez použití nářadí a nevyžaduje výměnu hlav, takže je mimořádně vhodné pro automobilový průmysl.

Ocelové konstrukce

Díky své vysoké produktivitě a výrobě nachází laserová technologie uplatnění v oblasti ocelových konstrukcí. Laserové svařování umožňuje zpracovávat silné plechy vysokou rychlostí a s vysokou tolerancí.

Stavba lodí

Při stavbě lodí se řídicí a hnací šrouby a kormidla vyrábějí pomocí laserového svařování s vysokou přesností a požadovanou tolerancí. Výsledkem je nižší spotřeba paliva a vyšší rychlost lodí.

Výroba nástrojů

Díky vysoké přesnosti je systém laserového svařování vhodný i pro výrobu nástrojů. Tato technologie poskytuje řešení pro výrobu přesných nástrojů na lisování, vysekávání a lití.

Technologie laserového svařování využívá ke spojování materiálů laserový paprsek jako vysoce koncentrovaný zdroj tepla. Laserový paprsek zaměřený na daný materiál zahřeje a roztaví jeho okraje a vytvoří spoj. Díky své vysoké přesnosti, vysoké rychlosti svařování, rychlejší době zpracování, široké materiálové toleranci a stálé kvalitě má laserové svařování širokou škálu použití a často se využívá pro vysoce přesné svary.