W nowoczesnych piecach przemysłowychspawanie laserowe i spawanie łukoweSą jak dwa ostre narzędzia z różnymi krawędziami, które razem wspierają ogromne zapotrzebowanie na połączenia metalowe.chociaż ich pola zastosowania czasami się pokrywają, tworzą również wyraźne różnice w podstawowych cechach.Dokładne zrozumienie zasadniczych różnic między tymi dwiema głównymi technologiami jest kluczowym kamieniem węgielnym dla osiągnięcia precyzyjnego doboru i maksymalizacji efektywności w praktyce inżynieryjnej.
I. Źródła energii: od kwantów światła do łuków jonizujących
Spawanie laserowe: spawanie laserowe jest wydajną i precyzyjną metodą spawania, która wykorzystuje wiązkę laserową o wysokiej gęstości energii jako źródło ciepła.Spawanie laserowe jest jednym z ważnych zastosowań technologii przetwarzania materiałów laserowych. Spawanie laserowe można osiągnąć za pomocą ciągłych lub pulsowych wiązek laserowych. Zasady spawania laserowego można podzielić na spawanie przewodzące ciepło i spawanie głębokim penetracją laserową.
Zasada spawania laserowego typu o przewodnictwie cieplnym jest następująca: promieniowanie laserowe ogrzewa powierzchnię poddawaną obróbce, a ciepło powierzchniowe rozprasza się do wnętrza poprzez przewodnictwo cieplne.Poprzez sterowanie parametrami lasera, takimi jak szerokośćW przypadku, gdy w trakcie procesu wytwarzania energii, mocy szczytowej i częstotliwości powtarzania impulsu laserowego, przedmiot jest stopiony w celu utworzenia specyficznego zbiornika stopionego.
(1) Gęstość mocy Gęstość mocy jest jednym z najważniejszych parametrów w przetwarzaniu laserowym.warstwa powierzchniowa może być podgrzana do temperatury wrzenia w ciągu mikrosekundyZ tego względu wysoka gęstość mocy jest korzystna w procesie usuwania materiału, takim jak wiercenie, cięcie i grawerowanie.Potrzeba kilku milisekund, aby temperatura warstwy powierzchniowej osiągnęła punkt wrzenia.Przed odparowaniem warstwy powierzchniowej, warstwa dolna osiąga punkt topnienia, co sprzyja tworzeniu dobrego spawania fuzyjnego.
2) kształt fali impulsu laserowego: kształt fali impulsu laserowego jest ważnym zagadnieniem w spawaniu laserowym, zwłaszcza w spawaniu cienkich płyt.Kiedy wiązka laserowa o wysokiej intensywności jest skierowana na powierzchnię materiału, od 60 do 98% energii lasera na powierzchni metalu zostanie odbić i utracone, a odblaskowość zmienia się w zależności od temperatury powierzchni.odblaskowość metali jest bardzo zróżnicowana.
(3) szerokość impulsu laserowego. szerokość impulsu jest jednym z ważnych parametrów w spawaniu laserowym impulsowym.ale także kluczowy parametr, który określa koszt i objętość sprzętu przetwórczego.
(4) Prędkość spawania. Prędkość spawania wpływa na ilość wprowadzanego ciepła na jednostkę czasu.Jeśli prędkość spawania jest zbyt szybka, wprowadzenie ciepła będzie zbyt małe, co spowoduje, że materiał nie zostanie przeniknięty.
Spawanie łukowe: Energia pochodzi z łuku utworzonego przez ciągłe rozładowywanie między elektrodą (elektrodą lub drutem) a przedmiotem.Wysoka temperatura generowana przez łuk elektryczny (zwykle powyżej 5000 ° C) powoduje, że elektroda i metali podstawowych stopią się jednocześnie, tworząc stopioną basenW zależności od rodzaju elektrody i metody ochrony, jest ona dalej klasyfikowana na różne podejścia:
Spawanie łukowe gazem metalowym (MIG/MAG): Nieprzerwanie podawać elektrody do drutu spawalniczego i jednocześnie rozpylać gazem obojętnym lub aktywnym (argonem, CO2 lub ich mieszaninami).
Spawanie gazem wolframowym (TIG): wykorzystuje ogniotrwałą elektrodę wolframową i jest chroniona gazem obojętnym (głównie argonem).i materiał podstawowy jest stopiony przez ciepło łuku.
Oszczelone spawanie łukowe metalowe (SMAW): pokryta elektroda topi się pod ciepłem łuku elektrycznego, a powłoka generuje gaz ochronny i szkodnik, aby pokryć stopiony basen.
Spawanie łukowe pod wodą: drut spawalniczy i strumień granulowy są jednocześnie wprowadzane do strefy łuku.a strumień topi się, tworząc szlamy, które pokrywają stopiony basen.
II. Dogłębna analiza podstawowych wymiarów wydajności
Spawanie laserowe: Istotne zalety: wysoka koncentracja energii, niewielka ilość ciepła i bardzo wąska strefa ciepła.To znacząco zmniejsza deformację spawania i naprężenie pozostałe, szczególnie odpowiedni dla cienkich płyt, precyzyjnych części i zmontowanych komponentów, skutecznie unikając kolejnych uciążliwych procesów korekcyjnych.
Spawanie łukowe: Wprowadzane ciepło jest stosunkowo wysokie i szeroko rozmieszczone, a strefa dotknięta ciepłem jest znacznie szersza.zwłaszcza w spawaniu cienkich płyt, gdzie wymagane jest szczególnie ostrożne projektowanie narzędzi i planowanie sekwencji spawania.
Prędkość i wydajność spawania
Spawanie laserowe: Istotne zalety: ma niezwykle wysoką gęstość energii i prędkość spawania znacznie przewyższającą prędkość większości metod spawania łukowego.Jego zalety w szybkich automatycznych liniach produkcyjnych są niezastąpione.
Spawanie łukowe: Prędkość jest stosunkowo powolna.Jego wydajność jest ograniczona przez właściwości fizyczne łuku i proces przejścia kropli.
Pojemność penetracji i formacja spawania:
Spawanie laserowe: Zalety (zwłaszcza spawanie głębokim wnikaniem). Efekt otworu kluczowego sprawia, że można osiągnąć spawania o dużym stosunku głębokości do szerokości,i może przenikać grube płyty w jednym przejściuSzwy spawania są zazwyczaj wąskie i głębokie, z gładką i piękną powierzchnią.
Spawanie łukowe: Jego zdolność penetracji jest stosunkowo ograniczona, a stosunek głębokości do szerokości jest niewielki.Szerokość szwu spawania jest zwykle większa niż w przypadku spawania laserowego, a formacja zależy od specyficznych parametrów procesu i umiejętności spawacza.
Iii. Dostosowalność materiału i zakres grubości:
Spawanie laserowe
Materiały korzystne: stosowane są zwykłe metale, takie jak stal węglowa, stal nierdzewna, stop aluminium i stop tytanu.specjalne długości fal (zielone światło), niebieskie światło) lub większa moc są wymagane do przezwyciężenia odbicia.
Rozmiar grubości: Specjalny w wytwarzaniu cienkich i średnich płyt.Niepodobne spawanie metali (np. stalowo-aluminiowe) ma duży potencjał, ale wymaga precyzyjnej kontroli.
Spawanie łukowe
Zalety: ma zastosowanie do bardzo szerokiej gamy materiałów, obejmujących niemal wszystkie metali spawalnicze ( stal, stal nierdzewna, aluminium, miedź, stopy na bazie niklu, żelazo lite itp.).Nie występują szczególne trudności w przypadku materiałów o wysokim odbiciu.
Zakres grubości: niezwykle szeroka elastyczność. It can handle everything from ultra-thin foils (requiring special technologies such as micro-beam TIG/Plasma) to giant structures hundreds of millimeters thick (such as submerged arc welding for shipbuilding and electroslag welding of thick plates), jest główną siłą przy spawaniu grubiących i dużych części.
Spawanie laserowe, ze swoimi cechami wysokiej prędkości, niskiego zużycia ciepła, wysokiej precyzji i dużego współczynnika widmowego, wyróżnia się w dziedzinie precyzyjnej produkcji i wydajnej automatyki.Spawanie łukowe, z zaletami szerokiej elastyczności materiału, dużej grubości płyty, niskiego kosztu sprzętu i elastycznej eksploatacji, ma głębokie podstawy w przemyśle ciężkim i budownictwie na miejscu.Obie wykorzystują swoje mocne strony w wielkim planie produkcji przemysłowej i wspólnie napędzają ciągłe poszerzanie granic technologii łącznościMądrość inżyniera polega na dostrzeganiu podstawowych wymagań konkretnych scenariuszy zastosowań i znalezieniu najbardziej odpowiedniego punktu równowagi w trójkącie kosztów, wydajności i jakości.umożliwiające silne i niezawodne łączenie metali, a także efektywne i ekonomiczne.