LABORATORIUM LTM
Temat: Spawanie laserowe.
Data: 21. 04. 1997	Wykonała: Piotr Rejman	Grupa: 21 B

Cel ćwiczenia .

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z podstawami teoretycznymi spawania laserowego ,a także praktyczne wykonanie procesu spawania..

Celem było także wykonanie statycznej próby rozciągania materiałów spawanych laserem podczas ćwiczenia . Celem było także wykonanie spawania laserowego różnych metali: elementów ze stali 1H18N9TL , oraz ze stali St3

Wstęp teoretyczny

Proces spawania laserowego w warunkach przemysłowych prowadzi się z intensywnościami powyżej progowej wartości 10⁶ [ W/cm² ].Plamka nagrzewania wiązką laserową przemieszcza się wzdłuż linii styku dwu blach lub płyt metalowych. Powstaje wtedy zagłębienie zwane kapilarą odparowania.

Towarzyszy temu topnienie i odparowanie metalu jonizacja obecnych gazów i par z tworzeniem się plazmy oraz zestalenie stopionego materiału po przejściu plamki nagrzewania .

d/ b = 2 do 6

gdzie :

d - grubość blachy,

b - szerokość szwu spawalniczego (Spawanie głębokie ).

Jako ochronę przed utlenieniem stosuje się obojętny gaz roboczy, przy niewielkim ciśnieniu . Średnica dyszy nasadki spawalniczej jest większa niż przy cięciu (np.: 6mm).

Najlepiej znane jest spawanie blach ze stali niskowęglowej do grubości

ok. 10 mm . W zakresie grubości od 2 - 10 mm , prędkość przesuwu musi maleć od ok 11 [ m/min ] do ok 0,5 [ m/ min ].

Uzyskiwana głębokość spawania rośnie z maksymalną gęstością strumienia energii i średnicą plamki , ale maleje z szybkością posuwu . Można uzyskiwać szwy spawalnicze przetopione na głębokość mniejszą niż grubość blach .

Pole przekroju szwu spawalniczego jest wprost proporcjonalne do mocy P_L [J/s] zastosowanego lasera i odwrotnie proporcjonalnie do prędkości przesuw v [ mm/ s ]. Stosunek P_L /v [ J/ mm ] to energia na jednostkę długości szwu .

Przykłady połączeń spawanych

Parametry spawanych próbek

materiał		średnica d [mm]		moc P [W]		częstotliwość F[Hz]		przemieszczenie u [ mm/min ]		ciśnienie p-gaz [ l/min ]			wysokość h [mm ]
St		3		2500		3000		1400		10 ( Ar )			15
1H18N9T		3		3200		3000		720		10 (Ar )			15
kątownik ze zwykłej blachy		2		2500		3000		720		10 (Ar )			15
dwie blachy		2		2500		3000		720		10 (Ar )			15

Wnioski:

Spawanie laserowe ma swoje zalety. Są to m. in.:

- niewielka dyspersja ciepła,

- niewielka strefa zmian,

- możliwość spawania w pobliżu elementów wrażliwych na ciepło,

- dokładność spawania,

- możliwość spawania materiałów trudnotopliwych,

- czystość spawania,

- możliwość spawania różnych materiałów,

- nie wymaga spoiwa,

- wysoka prędkość spawania,

- łatwość automatyzacji.

W spawaniu laserowym wyróżnić można też wady. Jest ono trudniejsze od zwykłego , ponieważ :

- wymaga większej mocy,

- są trudności z kontrolowaniem odległości,

- trzeba dobrać odpowiednie parametry ze względu na jakość spoiny.

Jak widać z przeprowadzonych badań siły potrzebne do zerwania próbki wachają się w granicach od 20 kN do 30 kN . Próbki wydłużyły się w granicach od 15 do 45 mm w zalężności od rodzaju próbki. Mogę stąd wnioskować , iż spawanie laserowe jest znaczniej lepsze od zwykłego i trwalsze. Jakość spoiny też jest zdecydowanie lepsza

---