U industriji zavarivanja značajan izazov je nedostatak kvalificiranih talenata. Za svladavanje tradicionalnih tehnika zavarivanja kao što su TIG i MIG često su potrebne godine iskustva. Međutim, moderni napredak, posebice ručno lasersko zavarivanje, nudi rješenje koje se može naučiti u tjednima, a ne godinama. Ovaj članak, čiji je autor Joe Dallarosa, istražuje temeljne razlike između tradicionalnih metoda zavarivanja i laserskog zavarivanja, pomažući zavarivačima da razumiju kako ova moderna tehnika može povećati produktivnost i profitabilnost.

Moderni načini zavarivanja: Fotoni vs. elektroni

Mnogi tradicionalni procesi zavarivanja koriste električnu energiju, ili elektrone, za postizanje fuzije između metalnih dijelova. Ovi procesi uključuju elektronsko snopno zavarivanje (EB), zavarivanje volframovom elektrodom u zaštitnom plinu (TIG), zavarivanje u zaštićenom metalnom elektrolučnom zavarivanju (SMAW), zavarivanje metalnim elektrodama u inertnom ili aktivnom plinu (MIG ili MAG), atomsko vodikovo zavarivanje, točkasto zavarivanje, zavarivanje plazmenim lukom, zavarivanje ugljičnim lukom i zavarivanje čepovima, između ostalih. 

Tradicionalne tehnike zavarivanja

Proces tradicionalnog zavarivanja elektronima zahtijeva izvor napona, koji može biti izmjenični ili istosmjerni. Izvor daje potrebnu struju za debljinu materijala koji se zavaruje. Ovi se elektroni dopremaju do materijala preko napajane elektrode, koja može biti vrh od volframa (TIG), metalna žica (MIG) ili šipka obložena fluksom (SMAW). Radni komad također mora biti povezan na električno uzemljenje kako bi struja mogla teći.
Princip elektronskog zavarivanja je jednostavan: električni luk premošćuje elektrodu s radnim materijalom, što rezultira protokom električne struje (elektrona) koja stvara plazmu. Plazma i tok struje stvaraju rastaljeni bazen zavarivanja, koji spaja dva dijela dok se stvrdnjava kako luk napreduje (putuje).
Ovaj rastaljeni bazen može se približiti temperaturi od 2500°C i treba ga zaštititi od oksidirajuće atmosfere zaštitnim plinom kao što je dušik, argon ili helij. Moderni strojevi za zavarivanje opremljeni su preciznom kontrolom struje, radiofrekvencijskom modulacijom za iniciranje i stabilizaciju luka, funkcionalnošću pulsnog luka i drugim značajkama koje olakšavaju postizanje kvalitetnih zavara.

Izazovi tradicionalnog zavarivanja 

Treba imati na umu da elektronsko zavarivanje istosmjernom strujom stvara magnetsko polje koje može poremetiti luk i uzrokovati da ne teče na najkraćoj udaljenosti do materijala. To može dovesti do nedosljednosti u zavarivanju, kao što su prskanje i poroznost. Budući da je struja u izmjeničnoj struji izmjenična, to malo utječe na stvaranje magnetskog polja. DC procese općenito preferiraju zavarivači jer proizvode luk koji se može bolje kontrolirati, što rezultira manjim prskanjem i boljim izgledom zavarenih zrnaca.
Tradicionalni postupci zavarivanja proizvode veliku zonu utjecaja topline, uzrokujući promjene u svojstvima okolnog materijala. To može dovesti do višestrukih područja s različitim karakteristikama, što utječe na kvalitetu i čvrstoću zavara.

Lasersko zavarivanje – moderna alternativa

Lasersko zavarivanje predstavlja modernu alternativu tradicionalnim metodama, nudeći precizne i učinkovite rezultate. Theodore Maiman je 1960. prvi funkcionalni laser uveo u stvarnost. U nešto više od šest desetljeća laseri su postali sastavni dio moderne infrastrukture. Korištenje lasera uključuje nekoliko različitih karakteristika svjetlosti kao što su valna duljina (boja), snaga, veličina laserske točke i bilo korištenje lasera u kontinuiranom valu (CW) ili u pulsirajućem načinu rada mijenjajući brzinu ponavljanja i širinu pulsa.
Lasersko zavarivanje zahtijeva izvor fotona koji se mogu isporučiti na radni komad pomoću laserskih dioda izravno ili kanaliziranjem laserskog svjetla kroz vlakno (poznato kao "pumpanje") koje je dopirano materijalom koji će proizvesti specifično lasersko svjetlo. Ta se svjetlost (fotoni) zatim prenosi kroz stakleno vlakno, a zatim kroz niz leća gdje se fokusira na materijal. To je svjetlo u infracrvenom dijelu spektra gdje je proizvedena laserska svjetlost učinkovita za proizvodnju i koju neki metali mogu apsorbirati. Zamislite da pomoću povećala zapalite vatru pomoću sunca – lasersko zavarivanje funkcionira na isti način.

Tipovi laserskog zavarivanja

Zavarivanje provođenjem topline
Ovaj proces koristi fokusiranu svjetlost za zagrijavanje materijala blizu površine, stvarajući zavareni bazen koji se brzo hladi i stvrdnjava, spajajući dijelove. Energija iz fotona ulazi u zonu zavara provođenjem topline, stvarajući gladak, estetski ugodan i precizan zavar.
Zavarivanje dubinskim prodiranjem/ključanicom 
Ovaj proces koristi uski snop fokusiranog svjetla za stvaranje dubokog, uskog kanala rastaljenog materijala.  Metalne pare oslobađaju se kao nusproizvod ove ekstremne količine energije koja udara u materijal i stvara šupljinu u roku od nekoliko milisekundi. Ta šupljina ispunjena parom poznata je kao ključanica, koja se puni rastaljenim metalom kako laser napreduje (putuje).  Ova vrsta zavarivanja proizvodi uski kanal za zavarivanje koji se može koristiti na materijalima debljine od pola inča ili više.

Prednosti laserskog zavarivanja
Dokumentirano je da je lasersko zavarivanje do 10 puta brže od konvencionalnog elektronskog zavarivanja. Proizvodi malu točku koncentrirane svjetlosti s gustoćom snage blizu 10 MW/cm², što rezultira manjom zonom utjecaja topline. Ovo rješenje nudi jasne prednosti u čvrstoći zavara, izgledu i cjelovitosti. Dodatno, lasersko zavarivanje može se brzo naučiti, rješavajući nedostatak talenta u industriji omogućavajući novom operateru da postane vješt za koji tjedan umjesto za više godina.

Lasersko zavarivanje nudi brojne prednosti u odnosu na tradicionalne metode zavarivanja, uključujući povećanu učinkovitost, preciznost i smanjeno vrijeme obuke. Prelaskom na lasersko zavarivanje, tvrtke mogu riješiti nedostatak talenta, poboljšati produktivnost i povećati profitabilnost. Poseban napredak u ovom području je ručno lasersko zavarivanje, koje kombinira preciznost i učinkovitost tradicionalnog laserskog zavarivanja s fleksibilnošću i jednostavnošću korištenja potrebnim u različitim radnim okruženjima. Ručni laserski zavarivači, poput MA1 aparata za lasersko zavarivanje, idealni su za zadatke koji zahtijevaju mobilnost i svestranost, što ih čini izvrsnim izborom za moderne potrebe zavarivanja.

Provjerite CHI-TECH ponudu uređaja za lasersko zavarivanje.

Trebate pomoć?

Imate pitanje vezano uz objavljene informacije? Slobodno nas kontaktirajte bez ikakvih obaveza.