Zavarivanje laserskim taloženjem složen je proces koji zahtijeva puno priprema prije uključivanja lasera.
Ovdje su neki od ključnih koraka uključenih u proces.
Korak 1 – Priprema površine
Metalne gredice i ingoti imaju zaštitne površinske premaze. Ovi premazi su obično ulja koja se koriste za sprječavanje hrđe, metalnih presvlaka ili oksida (u slučaju aluminija).
Morate ukloniti neželjene spojeve i nečistoće s metala i ohrapaviti površinu - hrapavija površina rezultira boljim prianjanjem metala tijekom zavarivanja. Sićušne izbočine i šupljine na površini pružaju izvrsne točke za prianjanje rastaljenog metala za punjenje.
Korak 2 – Isporuka metala za punjenje
Dodatni metal, obično fini metalni prah, teče iz zračne mlaznice s inertnim plinom (dušikom ili argonom). Inertni plinovi sprječavaju oksidaciju, otpuhuju neželjene površinske nečistoće i održavaju zavare čistima i bez troske.
Izrada finog i postojanog metalnog praha je skup proces. Stvaranje metalnog praha obično zahtijeva više truda od samog zavarivanja laserskim taloženjem.
Stoga mnogi strojevi za lasersko taloženje umjesto toga koriste tanke metalne žice. Žica se može unositi ručno ili automatski putem motora i sustava valjaka u blizini laserske glave.
Treba napomenuti da kod zavarivanja dodatni metal može biti isti kao izradak, dok površinski premaz može biti različit.
Korak 3 – Lokalno lasersko grijanje
Precizan CNC sustav usmjerava lasersku zraku velike snage na željeno mjesto. Laser topi površinu izratka i nadolazeći dodatni metal za manje od jedne sekunde.
Laserska zraka unosi fiksnu količinu energije u radni komad, a područje odlaganja energije kontrolira se snagom laserskog izvora i promjerom točke. Promjer laserske točke je veličina kontaktne točke između lasera i obratka.
Veća veličina točke znači da je energija više raspršena i da je potrebno više vremena da se površina otopi. Manji promjer točke znači da je sva laserska energija koncentrirana na sićušnu točku, čime se skraćuje vrijeme topljenja.
Manja veličina točke znači veću točnost i kraće vrijeme zavarivanja. Također smanjuje deformaciju materijala jer je toplina koncentrirana u jednoj točki i nema viška topline koja se zrači u okolni okoliš.
Korak 4 – Nanošenje slojeva i višestruki prijelazi
Lasersko taloženje metala (LMD) nije ograničeno na zavarivanje, također se često koristi za stvaranje komponenti od nule. Nakon početnog laserskog prolaza, laserska glava prolazi kroz još jedan krug i nanosi novi sloj materijala na vrh prvog sloja. Ponavljajte ovaj postupak dok ne postignete željenu visinu.
Za aditivnu proizvodnju, slojevi se nastavljaju dok se ne izgradi cijeli dio. Nasuprot tome, zavarivanje zahtijeva samo jedan ili dva sloja.
Debljina sloja i broj slojeva pomažu u kontroli količine nataloženog metala.
Korak 5 – Hlađenje i skrućivanje
Budući da je toplina lokalizirana, zavareno područje također se hladi relativno brzo, gotovo odmah nakon što laser napusti mjesto.
LMD proces uključuje odlaganje energije izravno u malu točku na izratku. Manje kontaktne točke znače da se energija koristi učinkovitije, pa se laser može kretati brže.
Brži laser znači manje ukupne energije i topline položene u obradak. Manje odložene topline znači brže hlađenje. Brzo hlađenje donosi dodatnu nuspojavu bolje mikrostrukture.
7 prednosti zavarivanja laserskim taloženjem
Lasersko taloženje metala (LMD) akumulacija je dugogodišnjeg istraživanja tehnologije aditivne proizvodnje. Svaki aspekt laserskog taloženja metala osmišljen je s jednim ciljem - poboljšanjem tradicionalnih procesa.
Evo nekih od najvećih prednosti koje zavarivanje laserskim taloženjem donosi modernim proizvodnim procesima.
1. Brže vrijeme zavarivanja
Laser velike snage brzo topi obradak, a CNC kontroler brzo pomiče lasersku glavu s jedne točke na drugu, što rezultira nevjerojatno brzim vremenima zavarivanja.
Automatsko uvlačenje stola omogućuje kontinuirano zavarivanje bez zaustavljanja tijekom procesa. Računalno kontrolirano zavarivanje također smanjuje pogreške, čime se štedi više vremena na proizvodnom pogonu.
Upravljanje i optimiziranje različitih parametara procesa laserskog taloženja metala poboljšava učinkovitost zavarivanja i smanjuje vrijeme proizvodnje.
2. Veća preciznost i kontrola
Gotovo svaki laserski stroj za taloženje metala je automatiziran i računalno kontroliran, osim nekoliko ručnih modela. Visoka preciznost i kontrola omogućuju složenije zavare pri većim brzinama.
Malo je iskusnih zavarivača koji mogu mjeriti točnost i preciznost automatiziranih strojeva za lasersko zavarivanje.
3. Kvalitetniji varovi
Fine čestice praha dodatnog materijala učinkovitije ispunjavaju praznine, što rezultira jačim zavarom. Budući da je sve unaprijed izmjereno i kontrolirano pomoću računala, količina nataloženog metala je točno onoliko koliko je potrebno, što znači da bazen rastaljevine ostaje dosljedan tijekom cijelog procesa.
Osim toga, unutarnji mlaznice se koriste za sprječavanje stvaranja troske i oksidacije metala te za otpuhivanje malih fragmenata isparenog metala.
4. Nulta distorzija izvora topline
Tradicionalni postupci zavarivanja uvode velike količine neželjene topline u osnovni materijal. Mala količina topline prenosi se na lemljeni spoj, a ostatak curi u okolinu, uzrokujući deformaciju (iskrivljenje) metala.
Lasersko taloženje metala je izuzetno precizan proces u kojem laserska zraka topi samo mali dio izratka i ništa više. Proces je toliko učinkovit da se često koristi za varove pune površine jer nema potrebe brinuti o deformaciji materijala.
Površinsko zavarivanje je postupak oblaganja jednog materijala drugim materijalom (ili materijalima) kako bi se poboljšala završna obrada površine i otpornost na trošenje.
5. Šira kompatibilnost materijala
Zavarivanje postaje teže kako prelazite na kvalitetnije i rjeđe materijale. Tradicionalni postupak prikladan je za uobičajene materijale kao što su željezo, bakar, nehrđajući čelik, pa čak i aluminijske legure. Ali postoje posebni slučajevi koji uključuju teške metale poput volframa, hlapljive metale poput magnezija i meke metale poput zlata.
Lasersko taloženje metala podržava širok raspon metala, legura, pa čak i neke keramike. Pomoću LMD-a možete zavarivati sljedeće materijale.
Legura nikla
Volframov karbid
legura magnezija
lijevano željezo
Aluminijska legura
Legura na bazi kobalta
Legura titana
bakar
Čelik
itd.
6. Smanjite rasipanje materijala
Lasersko zavarivanje smanjuje otpad materijala. Metalni prah ulazi u obradak kontroliranom brzinom dodavanja kako bi se izbjeglo prekomjerno/premalo taloženje. Za razliku od tradicionalnog zavarivanja koje koristi šipku za punjenje, zavarivanje laserskim taloženjem koristi kontinuiranu žicu i čestice praha.
Koristite samo potrebnu količinu punila, a ostatak ostavite za sljedeći zavar.
7. Smanjite rad naknadne obrade
Budući da lasersko taloženje metala proizvodi čišće zavare, često čak ne morate izvršiti nikakvu naknadnu obradu. Nema potrebe za četkanjem izratka, brušenjem viška lokvi ili izravnavanjem deformacija tijekom zavarivanja.
Smanjenje naknadne obrade može uštedjeti puno vremena na proizvodnom pogonu i značajno povećati produktivnost.