Aplikace technologie laserového svařování při svařování odlišných kovů

Mnoho průmyslových odvětví vyžaduje spojování různorodých kovových materiálů ze strukturálních, aplikačních nebo ekonomických důvodů. Kombinací různých kovů lze lépe využít nejlepší vlastnosti každého kovu. Před zahájením jakékoli svařovací operace si proto svářeč musí určit vlastnosti každého materiálu, včetně bodu tání kovu, tepelné roztažnosti atd., a poté si na základě vlastností materiálu zvolit postup svařování, který mu vyhovuje.

Odlišné svařování kovů označuje proces svařování dvou nebo více různých materiálů (s různým chemickým složením, metalografickými strukturami nebo vlastnostmi) za určitých podmínek procesu. Mezi svařováním různých kovů je nejběžnější svařování odlišné oceli, následované svařováním různých barevných kovů. Když se svařují různé kovy, vytvoří se přechodová vrstva s jinými vlastnostmi než základní kov. Protože různé kovy mají značné rozdíly v elementárních vlastnostech, fyzikálních vlastnostech, chemických vlastnostech atd., je technologie svařování rozdílných materiálů mnohem složitější než svařování stejného materiálu.

Laserové svařovací stroje dokážou překonat tyto překážky a skutečně dosáhnout dokonalého svařování různých kovů.

1. Laserové svařování mědi a oceli

Svařování mědi a oceli je typické svařování různých materiálů. Existují velké rozdíly v bodech tání, koeficientech tepelné vodivosti, koeficientech lineární roztažnosti a mechanických vlastnostech mědi a oceli, které nejsou vhodné pro přímé svařování mědi a oceli. Na základě výhod laserového svařování, jako je vysoká hustota tepelné energie, méně roztaveného kovu, úzká tepelně ovlivněná zóna, vysoká kvalita spojů a vysoká efektivita výroby, se laserové svařování mědi a oceli stalo současným vývojovým trendem. Ve většině průmyslových aplikací je však míra absorpce laseru mědi relativně nízká a měď je náchylná k defektům, jako je oxidace, póry a praskliny během procesu svařování. Proces laserového svařování mědi a oceli odlišných kovů založený na multimódových laserech vyžaduje další vývoj.

2. Laserové svařování hliníku a oceli

Teploty tání hliníku a oceli jsou velmi odlišné a je snadné vytvářet kovové sloučeniny z různých materiálů. Kromě toho mají slitiny hliníku a oceli vlastnosti vysoké odrazivosti a vysoké tepelné vodivosti, takže je obtížné vytvořit klíčové dírky během svařování a při svařování je vyžadována vysoká hustota energie. Experimenty zjistily, že řízením energie laseru a doby působení materiálu lze zmenšit tloušťku reakční vrstvy rozhraní a účinně řídit tvorbu mezifáze.

3. Laserové svařování hořčíkového hliníku a hořčíkových hliníkových slitin

Hliník a jeho slitiny mají výhody dobré odolnosti proti korozi, vysoké měrné pevnosti a dobré elektrické a tepelné vodivosti. Hořčík je neželezný kov, který je lehčí než hliník, má vyšší specifickou pevnost a specifickou tuhost a má dobrou odolnost proti nárazu. Hlavním problémem svařování hořčíku a hliníku je to, že základní kov sám snadno oxiduje, má velkou tepelnou vodivost a snadno vytváří vady svařování, jako jsou praskliny a póry. Snadno také produkuje intermetalické sloučeniny, které výrazně snižují mechanické vlastnosti pájených spojů.

Výše uvedené je svařovací aplikace laserového svařovacího stroje v různých kovových materiálech. Laserové svařování nepodobných kovových materiálů se rozšířilo z nepodobné oceli na neželezné kovy a jejich slitiny, zejména slitiny hořčíku a hliníku a slitiny titanu a hliníku. Laserové svařování dosáhlo pokroku a byly získány svarové spoje s určitou hloubkou průniku a pevností.