Na czym polega spawanie laserowe?

Spawanie laserem polega na stapianiu materiału w obszarach styku za pomocą ciepła, które otrzymywane jest w wyniku doprowadzenia do danego miejsca skoncentrowanej wiązki światła koherentnego. Światło to ma bardzo dużą gęstość mocy. Istnieją trzy zasadnicze odmiany spawania laserowego: techniką z jeziorkiem spoiny (niczym w klasycznym spawaniu łukowym), techniką z pełnym przetopieniem złącza, albo wielowarstwowo. Spawanie wielowarstwowe może odbywać się bez materiału dodatkowego lub z nim. Tę drugą technikę nazywa się techniką z oczkiem spoiny.

Rodzaje laserów i technologie spawania

Aktualnie udało się zbudować już wiele generacji laserów stałych, cieczowych, gazowych i półprzewodnikowych. Każde z nich znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach techniki. Do spawania wykorzystywane są lasery o działaniu impulsowym lub ciągłym. Do tych pierwszych zaliczamy na przykład lasery rubinowe, do drugiej – CO2. Wiązka lasera, która przechodzi do przedmiotu spawanego przez specjalny system przesłon zwierciadeł oraz elementów optycznych ogniskowana jest w obszarze spawania. W zależności od rodzaju metalu oraz stanu jego powierzchni, wiązka światła lasera ulega intensywnemu odbiciu. Efektywność spawania zależna jest od absorpcji energii wiązki lasera przez dany przedmiot. Powinien on zostać odpowiednio przygotowany, by spawanie było efektywne – powinien zostać zmatowiony i poczerniony na powierzchni. Warto podkreślić, że spoiny wykonane laserową spawarką o działaniu ciągłym nie różnią się niczym od spoin wykonywanych wiązką elektronów – mówi nam przedstawiciel firmy ZALPOL z Michałowic. Spoiny wykonane spawarką impulsową natomiast składają się ze zbioru spoin punktowych, które częściowo pokrywają się ze sobą. Odpowiadają one poszczególnym impulsom.

Spawanie laserowe w praktyce

Spawanie w praktyce wygląda różnie dla różnego rodzaju materiałów. Na przykład, kiedy spawamy blachy cienkie, wykonane ze stali niskowęglowej, możliwa jest rezygnacja z osłony jeziorka spawalniczego, ze względu na prędkość spawania oraz krótki czas, kiedy metal spoiny przebywa w temperaturach utleniania. W innych przypadkach rezygnacja z osłony jeziorka jest niemożliwa. W przypadku spawania metali reaktywnych musimy zastosować osłonę gazu obojętnego od strony wiązki laserowej i grani złącza. Jak zostało wspomniane we wstępie, spawanie może się odbywać z dodatkiem lub bez dodatku spoiwa. Spawanie odbywa się w jednym przejściu lub wielościegowo. Spoiny w jednym przejściu są odpowiednie, jeśli chcemy uzyskać złącza o małych grubościach oraz w przypadku metali bardzo dobrze spawalnych. Nowoczesne spawanie laserowe umożliwia łączenie przy równej i wyższej jakości wszystkie metale oraz stopy spawane elektronowo. Jako ciekawostkę wspomnijmy na koniec, że istnieje także laserowe spawanie kondukcyjne. Polega ono na tym, że energia przenoszona przez wiązkę lasera oddziałuje na powierzchnię i wnika w głąb materiału. Dzieje się tak zgodnie z prawem przewodnictwa cieplnego – następuje topnienie materiału, ale nie występuje parowanie metalu.