Лазерне зварювання було одним із найперших застосувань промислової лазерної обробки матеріалів. У більшості ранніх застосувань лазери створювали якісніші зварні шви, що призводило до підвищення продуктивності. Оскільки клас лазерів розвивався, тепер доступні лазерні джерела з більшою потужністю, різними довжинами хвиль і ширшим діапазоном імпульсних можливостей. На додаток до цього, подача променя, апаратне та програмне забезпечення для керування машиною та датчики процесу сприяли новим і кращим розробкам у процесі лазерного зварювання.
Лазерне зварювання пропонує унікальні переваги, включно з низьким нагріванням, вузькими зонами плавлення та термічного впливу, а також відмінними механічними властивостями матеріалів, які раніше було важко зварювати за допомогою процесів, які створювали б велике надходження тепла в деталь. Ці властивості призводять до більш міцних і косметично привабливих зварних швів, утворених лазерним зварюванням. Крім того, лазерне зварювання потребує набагато менше часу на налаштування, а з додаванням лазерних датчиків відстеження його можна автоматизувати, що призводить до зниження вартості продукції. Усі ці нові технології ще більше розширюють спектр застосування лазерного зварювання. Волоконно-лазерне зварювання з використанням різних металів, форм, розмірів і обсягів деталей успішно застосовується в багатьох галузях промисловості.
Акумуляторне зварювання
Лазерне зварювання алюмінієвих сплавів (зазвичай серії 3000) і чистої міді для формування електричних контактів із позитивними та негативними клемами акумулятора. Усі матеріали та комбінації матеріалів, що використовуються в батареях, є кандидатами на новий процес волоконного лазерного зварювання. Зварні з’єднання внахлест, стикові та кутові з’єднання дозволяють виконувати різноманітні з’єднання всередині батареї. Лазерне зварювання матеріалу наконечника до негативного та позитивного електродів створює електричний контакт у пачці. Останній етап складання акумуляторної батареї – зварювання, ущільнення швів алюмінієвих банок, створює бар’єр для внутрішнього електроліту.
Оскільки очікується, що батареї надійно працюватимуть протягом 10 і більше років, лазерне зварювання вибрано за незмінно високу якість. Використовуючи відповідне волоконно-лазерне зварювальне обладнання та процес, лазерне зварювання стабільно створює високоякісні зварні шви на алюмінієвих сплавах серії 3000.
Прецизійне зварювання
Ущільнювачі, які використовувалися на кораблях і хімічних заводах, а також у фармацевтичній промисловості спочатку зварювали TIG. Оскільки вони використовуються в чутливих середовищах, ці компоненти оброблені та відшліфовані з високотемпературних і хімічно стійких сплавів на основі нікелю. Розмір партії, як правило, невеликий, а кількість налаштувань велика. Зрозуміло, що складання цих компонентів тепер було вдосконалено за допомогою волоконного лазерного зварювання.
Причини заміни попереднього процесу роботизованого дугового зварювання на зварювання волоконним лазером включають: постійну якість лазерного зварювання; легкість переходу від однієї конфігурації компонента до іншої, що скорочує час налаштування та покращує пропускну здатність; і зниження витрат за рахунок автоматизації процесу лазерного зварювання за допомогою складання лазерних датчиків стеження.
Газонепроникне зварювання
Герметично закрита електроніка в медичних пристроях, таких як кардіостимулятори та інша електроніка, зробила зварювання волоконним лазером вибором для застосувань, які вимагають найвищого рівня надійності. Останні досягнення в процесах герметичного зварювання вирішують питання, пов’язані з лазерним зварюванням і кінцевою точкою зварного шва, яка є критичним місцем для досягнення герметичного зварювання.
Попередні методи лазерного зварювання створювали поглиблення в кінцевій точці, коли лазерний промінь вимикався, навіть при зниженій потужності лазера. Удосконалений контроль лазерного променя усуває поглиблення в тонких і глибоких зварних швах. Результатом є постійна якість зварного шва без пористості в кінцевій точці, покращений зовнішній вигляд і більш надійне ущільнення.
Зварювання різнорідних металів
Можливість виготовляти вироби з використанням різнорідних металів і сплавів значно підвищує гнучкість проектування та виробництва. Оптимізація властивостей готового продукту, таких як корозійна, зносостійкість і термостійкість, при одночасному контролі витрат є загальною мотивацією для виконання зварювання різнорідних металів. Прикладом є з’єднання нержавіючої та оцинкованої сталі. Завдяки чудовій стійкості до корозії нержавіюча сталь 304 і оцинкована вуглецева сталь використовуються в широкому спектрі застосувань, таких як кухонне начиння та аерокосмічні компоненти. Процес представляє деякі особливі проблеми, не в останню чергу тому, що цинкове покриття може спричинити серйозні проблеми з пористістю швів.
Енергія, яка використовується для плавлення сталі та нержавіючої сталі під час процесу зварювання, призводить до випаровування цинку при температурі приблизно 900 градусів за Цельсієм, що значно нижче температури плавлення нержавіючої сталі. Низька температура кипіння цинку призводить до утворення парів під час зварювання замковим отвором. Намагаючись вийти з розплавленого металу, пари цинку можуть потрапити в затверділий зварний шов, що призведе до надмірної пористості зварного шва. У деяких випадках пари цинку можуть виходити під час твердіння металу, створюючи пористість або шорсткість на поверхні шва.
При правильному проектуванні з’єднання та виборі параметрів лазерного процесу фінішна обробка та механічне зварювання можуть бути легко виконані. Зварні шви внапуск нержавіючої сталі 304 товщиною 0,6 мм і оцинкованої сталі товщиною 0,5 мм не мали тріщин або пористості як на верхній, так і на нижній поверхнях.
