U industriji zavarivanja značajan izazov je nedostatak kvalifikovanih talenata. Za savladavanje tradicionalnih tehnika zavarivanja kao što su TIG i MIG često su potrebne godine iskustva. Međutim, moderni napredak, posebno ručno lasersko zavarivanje, nudi rešenje koje se može naučiti za nekoliko nedelja, a ne godina. Ovaj članak, čiji je autor Joe Dallarosa, istražuje osnovne razlike između tradicionalnih metoda zavarivanja i laserskog zavarivanja, pomažući zavarivačima da razumeju 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 delova. Ovi procesi uključuju elektronsko snopno zavarivanje (EB), zavarivanje volframovom elektrodom u zaštitnom gasu (TIG), zavarivanje u zaštićenom metalnom elektrolučnom zavarivanju (SMAW), zavarivanje metalnim elektrodama u inertnom ili aktivnom gasu (MIG ili MAG), atomsko vodonično zavarivanje, tačkasto zavarivanje, zavarivanje plazmenim lukom, zavarivanje ugljeničnim lukom i zavarivanje čepovima, između ostalih.

Tradicionalne tehnike zavarivanja

Proces tradicionalnog zavarivanja elektronima zahteva izvor napona, koji može biti naizmenični ili jednosmerni. 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 takođe 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 rastopljeni bazen zavarivanja, koji spaja dva dela 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 gasom kao što je azot, argon ili helijum. Moderni aparati za zavarivanje opremljeni su preciznom kontrolom struje, radiofrekvencijskom modulacijom za iniciranje i stabilizaciju luka, funkcionalnošću pulsnog luka i drugim karakteristikama koje olakšavaju postizanje kvalitetnih zavara.

Izazovi tradicionalnog zavarivanja

Treba imati na umu da elektronsko zavarivanje jednosmernom strujom stvara magnetsko polje koje može poremetiti luk i uzrokovati da ne teče na najkraćoj udaljenosti do materijala. To može dovesti do nedoslednosti u zavarivanju, kao što su prskanje i poroznost. Budući da je struja u naizmeničnoj struji naizmenična, to malo utiče na stvaranje magnetskog polja. DC procese generalno preferiraju zavarivači jer proizvode luk koji se može bolje kontrolisati, što rezultira manjim prskanjem i boljim izgledom zavarenih zrnaca.

Tradicionalni postupci zavarivanja proizvode veliku zonu uticaja toplote, uzrokujući promene u svojstvima okolnog materijala. To može dovesti do višestrukih područja s različitim karakteristikama, što utiče na kvalitet i čvrstoću zavara.

Lasersko zavarivanje – moderna alternativa

Lasersko zavarivanje predstavlja modernu alternativu tradicionalnim metodama, nudeći precizne i efikasne rezultate. Theodore Maiman je 1960. godine prvi funkcionalni laser uveo u stvarnost. U nešto više od šest decenija laseri su postali sastavni deo moderne infrastrukture. Korišćenje lasera uključuje nekoliko različitih karakteristika svetlosti kao što su talasna dužina (boja), snaga, veličina laserske tačke i bilo korišćenje lasera u kontinuiranom talasu (CW) ili u pulsirajućem režimu rada menjajući brzinu ponavljanja i širinu pulsa.

Lasersko zavarivanje zahteva izvor fotona koji se mogu isporučiti na radni komad pomoću laserskih dioda direktno ili kanalisanjem laserske svetlosti kroz vlakno (poznato kao "pumpanje") koje je dopirano materijalom koji će proizvesti specifičnu lasersku svetlost za primenu. Ta se svetlost (fotoni) zatim prenosi kroz stakleno vlakno, a zatim kroz niz sočiva gde se fokusira na materijal. To je svetlost u infracrvenom delu spektra gde je proizvedena laserska svetlost efikasna za proizvodnju i koju neki metali mogu apsorbovati. Zamislite da pomoću povećala zapalite vatru pomoću sunca – lasersko zavarivanje funkcioniše na isti način.

Tipovi laserskog zavarivanja

Zavarivanje provođenjem toplote
Ovaj proces koristi fokusiranu svetlost za zagrevanje materijala blizu površine, stvarajući zavareni bazen koji se brzo hladi i stvrdnjava, spajajući delove. Energija iz fotona ulazi u zonu zavara provođenjem toplote, stvarajući gladak, estetski prijatan i precizan zavar.

Zavarivanje dubinskim prodiranjem/ključanicom
Ovaj proces koristi uski snop fokusirane svetlosti za stvaranje dubokog, uskog kanala rastopljenog 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 rastopljenim 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

Dokumentovano je da je lasersko zavarivanje do 10 puta brže od konvencionalnog elektronskog zavarivanja. Proizvodi malu tačku koncentrisane svetlosti s gustinom snage blizu 10 MW/cm², što rezultira manjom zonom uticaja toplote. Ovo rešenje nudi jasne prednosti u čvrstoći zavara, izgledu i celovitosti. Dodatno, lasersko zavarivanje može se brzo naučiti, rešavajući nedostatak talenta u industriji omogućavajući novom operateru da postane vešt za nekoliko nedelja umesto za više godina.

Lasersko zavarivanje nudi brojne prednosti u odnosu na tradicionalne metode zavarivanja, uključujući povećanu efikasnost, preciznost i smanjeno vreme obuke. Prelaskom na lasersko zavarivanje, kompanije mogu rešiti nedostatak talenta, poboljšati produktivnost i povećati profitabilnost. Poseban napredak u ovom području je ručno lasersko zavarivanje, koje kombinuje preciznost i efikasnost tradicionalnog laserskog zavarivanja s fleksibilnošću i jednostavnošću korišćenja potrebnim u različitim radnim okruženjima. Ručni laserski zavarivači, poput MA1 aparata za lasersko zavarivanje, idealni su za zadatke koji zahtevaju mobilnost i svestranost, što ih čini odličnim izborom za moderne potrebe zavarivanja.

Trebate pomoć?

Ako imate pitanja u vezi sa objavljenim informacijama, kontaktirajte nas bez obaveze.