Laser-sadestuskeevitus on keeruline protsess, mis nõuab enne laseri sisselülitamist palju ettevalmistust.
Siin on mõned protsessi peamised sammud.
1. samm – pinna ettevalmistamine
Metallist toorikud ja valuplokid on kaetud kaitsva pinnakattega. Need katted on tavaliselt õlid, mida kasutatakse rooste, metallkatte või oksiidide (alumiiniumi puhul) vältimiseks.
Metallist tuleb eemaldada soovimatud ühendid ja lisandid ning pind karestada – karedam pind annab parema metalli nakkumise keevitamisel. Pinnal olevad pisikesed konarused ja õõnsused pakuvad suurepäraseid kinnituspunkte sula täitemetalli külge kinnitumiseks.
2. samm – täitematerjali kohaletoimetamine
Täitemetall, tavaliselt peen metallipulber, voolab õhudüüsist koos inertgaasiga (lämmastik või argoon). Inertgaasid hoiavad ära oksüdeerumise, puhuvad ära soovimatud pinnalisandid ning hoiavad keevisõmblused puhtad ja räbuvabad.
Peente ja ühtlaste metallipulbrite valmistamine on kallis protsess. Metallipulbri loomine nõuab tavaliselt rohkem pingutusi kui lasersadestuskeevitus ise.
Seetõttu kasutavad paljud lasersadestusmasinad selle asemel peenikesi metalltraate. Traati saab ette anda käsitsi või automaatselt laserpea lähedal asuva mootori ja rullusüsteemi kaudu.
Tuleb märkida, et keevitamisel võib täitemetall olla töödeldava detailiga sama, samas kui pinnakate võib olla erinev.
3. samm – lokaalne lasersoojendus
Täpne CNC-süsteem suunab suure võimsusega laserkiire soovitud asukohta. Laser sulatab tooriku pinna ja sissetuleva täitematerjali vähem kui sekundiga.
Laserikiir sisestab töödeldavasse detaili kindla koguse energiat ja energia sadestamise ala juhitakse laserallika võimsuse ja punkti läbimõõduga. Laseri punkti läbimõõt on laseri ja tooriku vahelise kontaktpunkti suurus.
Suurem koha suurus tähendab, et energia on rohkem hajutatud ja seda kauem kulub pinna sulamiseks. Väiksem täpi läbimõõt tähendab, et kogu laseri energia koondub väikesele kohale, mis vähendab sulamisaega.
Väiksem koha suurus tähendab suuremat täpsust ja kiiremat keevitusaega. Samuti minimeerib see materjali deformatsiooni, kuna soojus koondub ühte punkti ja liigset soojust ei kiirgata ümbritsevasse keskkonda.
4. samm – kihistamine ja mitu läbimist
Metalli lasersadestamine (LMD) ei piirdu ainult keevitusega, seda kasutatakse sageli ka komponentide nullist loomiseks. Pärast esialgset laseri läbimist läbib laserpea veel ühe ringi ja asetab esimese kihi peale uue materjalikihi. Korrake seda protsessi, kuni saavutate soovitud kõrguse.
Lisandite valmistamisel jätkatakse kihte, kuni kogu osa on ehitatud. Seevastu keevitamiseks on vaja ainult ühte või kahte kihti.
Kihi paksus ja kihtide arv aitavad kontrollida sadestunud metalli kogust.
5. samm – jahutamine ja tahkestamine
Kuna kuumus on lokaalne, jahtub ka keevitatud ala suhteliselt kiiresti, peaaegu kohe pärast laseri kohast lahkumist.
LMD-protsess hõlmab energia sadestamist otse tooriku väikesesse kohta. Väiksemad kontaktpunktid tähendavad, et energiat kasutatakse tõhusamalt, nii et laser saab kiiremini liikuda.
Kiirem laser tähendab vähem töödeldavale detailile sadestunud koguenergiat ja soojust. Vähem sadestatud soojust tähendab kiiremat jahutamist. Kiire jahutamine toob kaasa parema mikrostruktuuri täiendava kõrvalmõju.
7 lasersadestuskeevituse eelist
Metalli lasersadestamine (LMD) on lisandite tootmistehnoloogia paljude aastate uuringute kogum. Metalli lasersadestamise kõik aspektid on kavandatud ühe eesmärgiga – traditsiooniliste protsesside täiustamine.
Siin on mõned suurimad eelised, mida lasersadestuskeevitus tänapäevastele tootmisprotsessidele toob.
1. Kiirem keevitusaeg
Suure võimsusega laser sulatab töödeldava detaili kiiresti ja CNC-kontroller liigutab laserpea kiiresti ühest punktist teise, mille tulemuseks on uskumatult kiired keevitusajad.
Automaatne laua etteandmine võimaldab pidevat keevitamist ilma peatusteta protsessi ajal. Arvutiga juhitav keevitamine vähendab ka vigu, säästes rohkem aega tootmispõrandal.
Erinevate protsessi lasersadestamise parameetrite haldamine ja optimeerimine parandab keevitamise efektiivsust ja vähendab tootmisaega.
2. Suurem täpsus ja kontroll
Peaaegu kõik metalli lasersadestamise masinad on automatiseeritud ja arvutiga juhitavad, välja arvatud mõned käeshoitavad mudelid. Kõrge täpsus ja juhtimine võimaldavad keerukamaid keevisõmblusi suurematel kiirustel.
Vähesed kogenud keevitajad suudavad võrrelda automatiseeritud laserkeevitusmasinate täpsust ja täpsust.
3. Kvaliteetsemad keevisõmblused
Täitematerjali peened pulbriosakesed täidavad tühimikud tõhusamalt, mille tulemuseks on tugevam keevisõmblus. Kuna kõike mõõdetakse ja juhitakse arvutiga, on sadestatud metalli kogus täpselt see, mida vaja, mis tähendab, et sulakogum jääb kogu protsessi vältel ühtlaseks.
Lisaks kasutatakse sisemisi jugasid, et vältida räbu teket ja metalli oksüdeerumist ning puhuda ära väikesed aurustunud metalli killud.
4. Soojusallika nullmoonutus
Traditsioonilised keevitusprotsessid toovad alusmaterjali suures koguses soovimatut soojust. Väike kogus soojust kandub jootekohale ja ülejäänu imbub ümbritsevasse keskkonda, põhjustades metalli deformeerumist (väändumist).
Metalli lasersadestamine on äärmiselt täpne protsess, mille käigus laserkiir sulatab vaid väikese osa töödeldavast detailist ja ei midagi enamat. Protsess on nii tõhus, et seda kasutatakse sageli täispinna keevisõmbluste jaoks, kuna pole vaja muretseda materjali moonutuste pärast.
Pinnakeevitus on ühe materjali katmine teise materjaliga (või materjalidega), et parandada pinnaviimistlust ja kulumiskindlust.
5. Materjalide laiem ühilduvus
Keevitamine muutub keerulisemaks, kui minnakse üle kvaliteetsemate ja haruldasemate materjalide juurde. Traditsiooniline protsess sobib tavaliste materjalide, nagu raud, vask, roostevaba teras ja isegi alumiiniumsulamid, jaoks. Kuid on erijuhtumeid, mida tuleb käsitleda sitkete metallide (nt volfram), lenduvate metallide (nt magneesium) ja pehmete metallide (nt kuld) puhul.
Metallide lasersadestamine toetab mitmesuguseid metalle, sulameid ja isegi mõnda keraamikat. LMD abil saate keevitada järgmisi materjale.
Niklisulam
Volframkarbiid
magneesiumisulam
malm
Alumiiniumisulam
Koobaltipõhine sulam
Titaani sulam
vask
Teras
jne.
6. Vähenda materjali raiskamist
Laserkeevitus vähendab materjali raiskamist. Metallipulber juhitakse töödeldavasse detaili kontrollitud etteandekiirusega, et vältida üle-/alaladestumist. Erinevalt traditsioonilisest keevitusest, mis kasutab täitevarda, kasutab lasersadestuskeevitus pidevat traati ja pulbriosakesi.
Kasutage ainult vajalikku kogust täiteainet ja ülejäänud reserveerige järgmiseks keevisõmbluseks.
7. Vähenda järeltöötlustööd
Kuna metalli lasersadestamine annab puhtamad keevisõmblused, ei pea te sageli isegi järeltöötlust tegema. Ei ole vaja töödeldavat detaili traatharjaga harjata, liigseid lompe ära lihvida ega keevitamise käigus tekkinud deformatsioone sirgendada.
Järeltöötluse vähendamine võib säästa palju aega tootmispõrandal ja tõsta oluliselt tootlikkust.