Ručné laserové zváranie

Ručné laserové zváranie sa stáva čoraz populárnejšou metódou spájania materiálov. V niektorých priemyselných odvetviach sa mu celkom úspešne darí nahrádzať tradičné metódy oblúkového zvárania. Jeho využite leží najmä v oblasti zvárania materiálov do hrúbky 5 mm.

Využitie laserovej technológie v oblasti ručného zvárania 

Neustále zvyšujúce sa požiadavky na kvalitu, produktivitu a opakovateľnosť technologického procesu vytvorili potrebu rozvoja laserovej technológie, ktorá prešla postupným zdokonaľovaním samotnej metódy, zvyšovaním výkonu a zmenšovaním laserových zdrojov, ako aj laserových zváracích hláv. To umožnilo prienik laserovej technológie do oblasti ručného zvárania.

Pre ručné aj automatizované zváranie sa využíva najčastejšie vláknový laser, ktorý je najmodernejším variantom pevnovláknového laseru. Existuje viacero metód laserového zvárania. Jednou z nich je rozmetanie laserového zväzku – takzvaný wobling. Pri tejto metóde dochádza k vychyľovaniu laserové zväzku pomocou zrkadiel. Vytvára sa mikropohyb, vďaka ktorému je možné korigovať šírku zvaru, mikroštruktúru a zároveň zmenšiť množstvo vznikajúcich chýb vo zvarovom spoji.

Čo je to laser?

Laser je zariadenie, ktoré generuje monochromatické koherentné elektromagnetické žiarenie pomocou stimulovanej emisie fotónov. Laserový lúč je vlastne zväzok fotónov sústredený do veľmi malého bodu. Pri dopade sfokusovaného zväzku laserového lúča na materiál umiestnený v ohnisku sa časť žiarenia odrazí, časť prechádza materiálom a časť sa absorbuje. Absorbované žiarenie spôsobuje silné ohriatie materiálu, jeho tavenie a odparovanie. 

PREDNOSTI LASEROVÉHO ZVÁRANIA

Laserové zváranie využíva na spájanie materiálov vysoko energetické laserové lúče, ktoré majú oproti bežným metódam zvárania viacero výhod.

Ručná laserová zváračka Herolaser s podávačom drôtu.

Vysoká rýchlosť zvárania

Laserové zváranie je v prvom rade vysoko rýchla a efektívna metóda spájania materiálov. V porovnaní s bežným oblúkovým zváraním dosahuje zváranie laserom až desať krát vyššiu rýchlosť. Rozdiel je najvýraznejší pri materiáloch do hrúbky 2 mm. Príkladom môže byť zváranie nerezového plechu s hrúbkou 1 mm, ktorý je možné pri laserovom zváraní zavariť rýchlosťou 50 mm/s. Ak by sme použili metódu TIG, bola by zváracia rýchlosť len cca. 3 mm/s. Laserové zváranie teda pomáha zvyšovať produktivitu skrátením času potrebného na zváranie.

Precíznosť

Laserový lúč môže byť sústredený do malého bodu, čo robí z laserového zvárania veľmi precíznou metódu. Operátori môžu zvárať aj malé zvarence, pričom majú oveľa väčšiu kontrolu nad intenzitou a zameraním energie ako pri oblúkovom zváraní. Výsledné zvary sú čisté, presné, s malou alebo žiadnou pórovitosťou či prasklinami.

Kvalita zvaru

Ručné laserové zváranie je tepelné tavné zváranie. V porovnaní s tradičným zváraním má laserové zváranie vyššiu hustotu energie, preto ním môže dosiahnuť lepšie výsledky zvárania. Zváraný materiál má výrazne menšiu teplom ovplyvnenú zónu. Deformácie a stopy na materiály sú minimálne, pričom prievar je dostatočne hlboký.

Makroštruktúra spoja na austenitickej oceli s hrúbkou 4 mm dokazuje dokonalý prievar dosiahnutý pri laserovom zváraní.

Vizuálna dokonalosť a čistota zvaru

Laserovým zváraním môžeme jednoducho dosiahnuť čisté a pohľadovo dokonalé zvary. Zatiaľ čo pri oblúkovom zváraní je nutné zvary často brúsiť a čistiť, pri laserovom zváraní zostávajú zvary hneď pohľadovo pekné, bez rozstreku a hladké. Minimalizujú sa tým dokončovacie operácie po zváraní, čo sa prejavuje v úspore času a s tým spojených nákladov.

Široké možnosti použitia

Laser možno použiť na zváranie rôznych typov materiálov. Dajú sa s ním zvárať nízkolegované a austenitické nehrdzavejúce ocele, hliníkové zliatiny, horčíkové zliatiny, titánové zliatiny, zliatiny medi a zliatiny niklu. Umožňuje aj spájanie materiálov rôznej hrúbky. Jednou z predností laserového zvárania je aj schopnosť spájania dvoch heterogénnych, čiže rozdielnych, materiálov. Napríklad medi a nehrdzavejúcej ocele. Takýto spoj by nebolo možné metódou TIG dosiahnuť.

Poloha zvárania nehrá roľu. Ručnou zváracou hlavou môžete zvárať v akejkoľvek polohe. Rýchlo a efektívne pozvárate aj komplikované zvarence. Laserové zváranie môžete použiť pri stehovaní, zváraní tupých, kútových aj lemových zvarov. Laserový zdroj zvládne dokonca aj rezať a čistiť povrch materiálu. Stačí jednoducho vymeniť medenú dýzu na zváracej hlave.

Minimálne prevádzkové náklady 

V porovnaní s oblúkovým zváraním sa náklady na výrobu môžu znížiť približne o 30%. Laserová zváracia hlava má minimum spotrebných dielov. Zváracie hubice majú dlhú životnosť. Optický systém je chránený ľahko vymeniteľnou ochrannou šošovkou. Ochranným plynom je zväčša dusík.

Väčšina spojov sa zvára bez zvarovej medzery. Ak to však aplikácia vyžaduje môže sa použiť prídavný materiál, ktorým je štandardný zvárací drôt.

Nenáročnosť aplikácie

Obsluha laserovej zváračky a technika zvárania nie je náročná. Bežní pracovníci sa môžu po krátkom zaškolení pustiť do práce a môžu ľahko dosiahnuť kvalitné výsledky zvárania. V prípade potreby je možné proces pomerne ľahko automatizovať. 

Dlhý dosah

Ručná zváracia hlava je vybavená optickým vláknom s dĺžkou 10 m až 15 m, ktoré prekonáva obmedzenie priestoru pracovného stola a možno ho použiť na zváranie na pomerne veľké vzdialenosti.

NOVÁ PROGRESÍVNA METÓDA SPÁJANIA MATERIÁLOV 

Presnosť, rýchlosť, malé deformácie, čistota zvaru, všestrannosť, hospodárnosť a nízke nároky na údržbu robia z laserového zvárania atraktívnu metódu spájania materiálov. Laserové zváranie sa neustále zdokonaľuje a môžeme očakávať, že sa táto efektívna technológia začne čoraz viac presadzovať v rôznych oblastiach priemyselnej výroby. Samozrejme pri dodržaní všetkých nariadení ohľadom bezpečnosti a ochrany zdravia pri práci s ručným laserovým zváracím zdrojom.