Spawarka laserowa - spawanie laserowe metalu

Co to jest spawanie laserowe

Spawanie laserowe polega na łączeniu materiałów za pomocą skoncentrowanej wiązki światła laserowego o wysokiej mocy, która topi materiał w miejscu skupienia.

Charakteryzuje się zdolnością do osiągnięcia głębokich, ale wąskich połączeń. W zależności od aplikacji stosuje się różne źródła laserowe, takie jak lasery CO2, diodowe czy włóknowe. Proces ten często integruje się z automatycznymi systemami produkcyjnymi, oferując wysoką prędkość, precyzję i minimalne zniekształcenia. Jest stosowany w branżach wymagających precyzyjnych połączeń, jak motoryzacja czy elektronika. Właściwe ustawienie parametrów jest kluczem do jakości spoiny, błędy mogą prowadzić do pęknięć czy porowatości.

Czy spawanie laserowe jest trudne

Spawanie laserowe, choć może wydawać się skomplikowane z technicznego punktu widzenia, jest w rzeczywistości łatwe w obsłudze dzięki nowoczesnym spawarkom laserowym. Współczesne urządzenia są często wyposażone w intuicyjne interfejsy oraz systemy automatycznego ustawiania parametrów, co ułatwia proces spawania. Jednakże kluczem do osiągnięcia wysokiej jakości spoin jest nie tylko odpowiednie ustawienie maszyny, ale także odpowiednie przygotowanie materiałów oraz dokładność w prowadzeniu procesu.

Niewątpliwie, spawarki laserowe stanowią rewolucję w branży spawalniczej ze względu na ich precyzję, czystość oraz zdolność do spawania różnorodnych materiałów. Chociaż sama obsługa spawarki może być prostsza niż tradycyjnych metod spawania, wciąż konieczne jest przeszkolenie w zakresie bezpieczeństwa oraz zrozumienie specyfiki procesu laserowego. Po odpowiednim szkoleniu, nawet osoby nieposiadające wcześniejszego doświadczenia w spawaniu mogą osiągnąć zadowalające wyniki w stosunkowo krótkim czasie.

Co można spawać laserem

Spawanie laserowe pozwala na łączenie szerokiej gamy metali, dzięki czemu technologia ta znajduje zastosowanie w wielu branżach przemysłowych. Oto niektóre z metali, które można spawać laserowo:

  • Stal węglowa: Powszechnie stosowana w wielu sektorach przemysłu, stal węglowa doskonale nadaje się do spawania laserowego.
  • Stale nierdzewne i kwasoodporne: Stosowane w przemyśle spożywczym, medycznym, chemicznym i innych ze względu na ich odporność na korozję.
  • Stale stopowe: W zależności od składu, wiele stali stopowych może być spawanych laserem.
  • Aluminium i jego stopy: Spawanie laserowe jest powszechnie stosowane przy łączeniu cienkich blach aluminiowych, zwłaszcza w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.
  • Miedź i jej stopy: Chociaż miedź ma wysoką przewodność cieplną, która może utrudniać spawanie, odpowiednie parametry lasera umożliwiają jej efektywne łączenie.
  • Tytan i jego stopy: Często stosowany w przemyśle lotniczym i medycznym, tytan jest doskonałym kandydatem do spawania laserowego ze względu na swoje właściwości mechaniczne.
  • Nikiel i jego stopy: Stosowane w branżach, które wymagają odporności na wysokie temperatury i korozję.
  • Złoto, srebro i inne metale szlachetne: Mogą być spawane laserowo, zwłaszcza w przemyśle jubilerskim i elektronicznym.
  • Cynk, ołów i inne miękkie metale: Mogą być spawane laserem, ale wymagają specjalnej uwagi ze względu na ich niskie temperatury topnienia.
  • Materiały mieszane: Technologia laserowa pozwala na spawanie różnych metali ze sobą, co w wielu tradycyjnych metodach spawania byłoby trudne lub niemożliwe.

Warto podkreślić, że choć wiele metali można spawać laserowo, każdy metal i stop wymaga indywidualnego podejścia w zakresie parametrów spawania. Ponadto, w zależności od zastosowania, pewne kombinacje metali mogą wymagać dodatkowych kroków przed- lub poobróbki w celu uzyskania odpowiedniej jakości i trwałości połączenia.

Jaka moc wiązki w spawarce laserowej

Moc wiązki w spawaniu laserowym odnosi się do ilości energii dostarczanej przez źródło laserowe w jednostce czasu. Jest to zazwyczaj wyrażane w watach (W) lub kilowatach (kW). Wiązka laserowa skupia światło w bardzo wąskim promieniu, co pozwala na dostarczenie dużej ilości energii na niewielki obszar. To skupienie pozwala na szybkie topienie i łączenie materiałów, takich jak metale.

Moc wiązki determinuje głębokość przetopienia oraz prędkość spawania. Wyższa moc pozwala na spawanie grubszych materiałów i osiąganie większych prędkości, ale jednocześnie wymaga precyzyjnej kontroli, by unikać negatywnych skutków, takich jak nadmierne przetopienie czy uszkodzenie materiału.

Wyższa moc pozwala na efektywne spawanie grubych materiałów, podczas gdy mniejsza moc jest bardziej odpowiednia dla cieńszych materiałów. Na przykład, spawarki o mocy 3000 W są bardziej odpowiednie dla grubych materiałów i wymagających aplikacji, gdzie konieczne jest głębokie przetopienie. Z kolei spawarki o mocy 1000 W są idealne do cieńszych materiałów, które wymagają delikatniejszego podejścia. 

Jakiej mocy spawarkę laserową wybrać

Moc spawarki laserowej odgrywa kluczową rolę w określeniu grubości materiału, jaki może być skutecznie spawany. Wyższa moc pozwala na spawanie grubszych materiałów, podczas gdy niższa moc jest bardziej odpowiednia dla cieńszych elementów. Podane specyfikacje dla różnych mocy źródeł jasno wskazują na tę zależność:

Dla spawarki o mocy 1000 W:

Stal węglowa i nierdzewna mogą być spawane do grubości 3 mm.

Aluminium do 2 mm.

Mosiądz mieści się w przedziale 0,8–1 mm.

Dla spawarki o mocy 1500 W:

Grubości stali węglowej i nierdzewnej zwiększają się do 4 mm.

Aluminium można spawać do grubości 3 mm.

Mosiądz ma jednolitą grubość 1 mm.

Dla spawarki o mocy 2000 W:

Stal węglowa i nierdzewna mogą być spawane do grubości 5 mm.

Aluminium do 4 mm.

Grubość mosiądzu zwiększa się do 2 mm.

Dla spawarki o mocy 3000 W:

Stal węglowa i nierdzewna osiągają maksymalną grubość 8 mm.

Aluminium można spawać do 7 mm.

Który drut do spawania laserowego

W spawaniu laserowym nie zawsze jest potrzebny materiał dodatkowy w postaci drutu. Często spawanie laserowe jest realizowane bez dodatku materiału, gdzie energia laserowa topi brzegi łączonych elementów, tworząc połączenie. Jednak w pewnych sytuacjach, kiedy wymagana jest dodatkowa ilość materiału lub konieczne jest zastosowanie materiału o specjalnych właściwościach, stosuje się druty spawalnicze.

Jeśli chodzi o specyfikę drutów do spawania laserowego ważna jest:

  • Kompatybilność z materiałem podstawowym: Drut musi być kompatybilny z materiałem podstawowym pod względem składu chemicznego i właściwości mechanicznych.
  • Średnica drutu: Druty używane do spawania laserowego są zazwyczaj cieńsze niż te używane w tradycyjnych metodach spawania, aby umożliwić precyzyjne dostarczenie materiału w obszar spawania.
  • Czystość: Druty do spawania laserowego powinny być bardzo czyste, aby uniknąć wszelkich zanieczyszczeń, które mogłyby wpłynąć na jakość spoiny.
  • Prowadzenie drutu: W spawaniu laserowym, gdzie stosuje się drut, wymagane jest precyzyjne prowadzenie drutu w odpowiednie miejsce, co często realizowane jest za pomocą specjalnych mechanizmów podających.

Chociaż wiele drutów spawalniczych używanych w tradycyjnych metodach może być również używane w spawaniu laserowym, istnieją pewne specyfikacje i wymagania dotyczące drutów stosowanych w tej technologii, które muszą być spełnione, aby zapewnić optymalną jakość połączenia. W praktyce wybór odpowiedniego drutu zależy od specyfiki zadania i wymagań dotyczących połączenia.

Jakiego gazu użyć do spawania laserowego

Gazy ochronne odgrywają kluczową rolę w spawaniu laserowym. Używane są do ochrony powierzchni spawanej przed negatywnym wpływem otoczenia, takim jak utlenianie czy zanieczyszczenie. Odpowiedni gaz ochronny może również wpływać na kształt i jakość spoiny, a także na jej właściwości mechaniczne.

Oto niektóre gazy i mieszanki gazów używane w spawaniu laserowym:

  • Argon (Ar): Jest to jeden z najczęściej używanych gazów ochronnych w spawaniu laserowym. Jest inertny, co oznacza, że nie reaguje z metalami w temperaturze spawania. Jest szczególnie polecany do spawania tytanu, stali nierdzewnej, aluminium i wielu innych metali.
  • Hel (He): Często używany do spawania metali o wysokiej przewodności cieplnej, takich jak miedź czy aluminium. Może być również mieszany z argonem w różnych proporcjach.
  • Azot (N2): W pewnych sytuacjach może być używany jako gaz ochronny, zwłaszcza w spawaniu stali nierdzewnych o niskiej zawartości węgla. Jednak należy zachować ostrożność, ponieważ azot może powodować azotowanie niektórych metali.
  • Tlen (O2): Choć rzadko stosowany w czystej formie jako gaz ochronny w spawaniu laserowym, może być dodawany w niewielkich ilościach do innych gazów w celu poprawy kształtu spoiny.
  • Mieszanki gazów: W zastosowaniach specjalistycznych mogą być używane mieszanki gazów, takie jak argon z niewielką ilością tlenu lub helu, aby uzyskać pożądane właściwości spoiny i zapewnić optymalną ochronę.

Wybór odpowiedniego gazu ochronnego zależy od rodzaju spawanego materiału, typu lasera, parametrów procesu spawania oraz pożądanych właściwości końcowego połączenia. Ważne jest również, aby stosować gazy wysokiej czystości, aby zapobiec wszelkim niepożądanym reakcjom i zanieczyszczeniom w trakcie spawania.

Spawanie laserowe. Jak działa spawarka laserowa?

Jaki kompresor do przecinarki plazmowej? Poradnik kompletny
Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 2000 3w1 - LASER-EASY2000-PAK1 - Spartus - 1 Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 2000 3w1 - LASER-EASY2000-PAK1 - Spartus - 1 2
W magazynie
Spawarki laserowe

Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 2000 3w1

Spartus
LASER-EASY2000-PAK1
62 999,00 zł
Innowacyjna, ręczna spawarka laserowa marki Spartus o mocy 2000W z automatycznym podajnikiem drutu. Przeznaczona do spawania, cięcia oraz czyszczenia.
Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 1500 3w1 - LASER-EASY1500 - Spartus - 1 Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 1500 3w1 - LASER-EASY1500 - Spartus - 1 2
W magazynie
Spawarki laserowe

Spawarka ręczna laserowa Spartus Easy 1500 3w1

Spartus
LASER-EASY1500
49 999,00 zł
Innowacyjna, ręczna spawarka laserowa marki Spartus o mocy 1500 W z automatycznym podajnikiem drutu. Przeznaczona do spawania, cięcia oraz czyszczenia.
Pokazano 1-2 z 2 pozycji

Spawarki laserowe - na czym polega spawanie laserowe?

Spawanie laserem to zaawansowana technika łączenia materiałów. Do topienia i łączenia krawędzi spawanych elementów wykorzystuje skoncentrowaną wiązkę światła, którą emituje spawarka laserowa. Proces ten charakteryzuje się wysoką efektywnością i precyzją, co czyni go niezastąpionym w wielu sektorach przemysłu. Jego istota polega na skupieniu intensywnej energii laserowej na niewielkim obszarze, co umożliwia topienie materiałów i tworzenie mocnych, trwałych połączeń.

W spawaniu laserowym kluczową rolę odgrywa źródło laserowe. Generowana przez nie mocna wiązka światła jest kierowana i skupiana na spawanym materiale za pomocą precyzyjnych systemów optycznych. Dzięki temu energia jest dostarczana bezpośrednio do miejsca spawania, a co za tym idzie tworzy się mała strefa wpływu ciepła. Wynik to duża szybkość spawania i efektywne łączenie nawet bardzo cienkich lub grubych materiałów. Spawarka laserowa pozwala na osiągnięcie wąskich i głębokich spoin, charakteryzujących się wyjątkową jakością i wytrzymałością.

Technologia ta nie wymaga użycia dodatkowych materiałów spawalniczych, ponieważ energia, którą dostarcza spawarka laserowa wystarcza do osiągnięcia pożądanego efektu połączenia. W niektórych przypadkach, dla lepszego kontrolowania procesu spawania i minimalizacji wpływu ciepła, możliwe jest zastosowanie automatycznego podajnika drutu. Podajnik drutu pozwala na dokładne dozowanie materiału wypełniającego spoinę, co jest szczególnie istotne przy spawaniu elementów wymagających precyzyjnej obróbki.

Rodzaje laserów spawalniczych

Lasery światłowodowe - działają w zakresie długości fali około 1 μm.

Zalety: niezawodność w działaniu, niski koszt zakupu i eksploatacji, elastyczność w zakresie wymiarów spoiny, duży stosunek głębokości penetracji do mocy umożliwiający szybkie spawanie.

Lasery gazowe CO2 – długość fali lasera wynosi około 10 μm.

Zalety: idealne do łączenia materiałów o większej grubości, tworzą spoiny odporne na naprężenia, co jest ważne w przemyśle stoczniowym.

Lasery na ciele stałym (Nd:YAG) - działają na długości fali zbliżonej do laserów światłowodowych, ale wyróżniają się dużymi mocami szczytowymi.

Zalety: niewielkie rozmiary urządzenia przy zachowaniu dużej mocy, idealne do mikrospawania, co znajduje zastosowanie w produkcji precyzyjnej, np. implantów medycznych.

Lasery diodowe - te lasery mają duży rozmiar plamki i wyższą wydajność niż lasery światłowodowe. Działają w zakresie długości fal 780‒1060 nm, 1400-1500 nm, a także 450 nm.

Zalety: wysoka wydajność i różnorodność w zakresie długości fal, długość fali 450 nm jest szczególnie korzystna dla spawania miedzi ze względu na dużą absorpcję, umożliwiają łączenie tworzyw sztucznych.

Wybór odpowiedniego typu lasera do spawania zależy od konkretnego zastosowania, materiału i wymagań dotyczących jakości spoiny. Każdy z tych laserów ma swoje zastosowanie w spawalnictwie i unikalne zalety, które sprawiają, że jest odpowiedni do określonych aplikacji. Ostateczna decyzja powinna być podejmowana po dokładnej analizie wymagań i dostępności źródła laserowego.

Niskie koszty eksploatacji i inne zalety spawania laserowego

  • Duża szybkość spawania: Spawanie laserowe pozwala na znacznie szybsze łączenie materiałów w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Dzięki temu można znacząco skrócić czas produkcji oraz zwiększyć wydajność procesów przemysłowych.
  • Doskonała jakość spawu: Jakość połączeń osiągniętych za pomocą spawania laserowego jest niezrównana. Wiązka laserowa i odpowiednia głowica zapewnia jednolite i dokładne połączenie materiałów, redukując ryzyko wad czy nieszczelności w spoinie.
  • Wysoka precyzja i dokładność: Ręczna spawarka laserowa generuje wiązkę, która pozwala na dokładne kierowanie w miejsce spawania. Jest to kluczem do łączenia skomplikowanych i precyzyjnych komponentów. Dzięki temu spawarka laserowa może być szeroko stosowana np. w przemyśle lotniczym czy elektronice.
  • Czystość procesu, brak odprysków: W przeciwieństwie do tradycyjnych metod spawania, spawanie laserowe generuje minimalną ilość odprysków i zanieczyszczeń. Oznacza to mniej odpadów oraz lepsze warunki pracy dla operatorów.
  • Mała strefa wpływu ciepła (SWC): Ograniczona strefa wpływu ciepła oznacza mniejsze ryzyko deformacji i uszkodzenia materiałów w okolicach spawu. Jest to szczególnie ważne przy spawaniu niektórych typów metali, oraz delikatnych i precyzyjnych komponentach.
  • Wysoka gęstość mocy: Dzięki wysokiej gęstości mocy, spawanie laserowe zapewnia głębokie przenikanie ciepła, co jest kluczem do tworzenia mocnych i trwałych połączeń.
  • Wąskie, powtarzalne spoiny o dowolnym kształcie: Spawanie laserem pozwala na tworzenie wąskich spoin o małych rozmiarach, które są jednolite i powtarzalne. Wiązka laserowa umożliwia połączenia o niestandardowych kształtach.
  • Możliwość łączenia materiałów trudno spawalnych: Stal węglowa lub stal nierdzewna, to metale z którymi poradzi sobie każda ręczna spawarka. Niektóre materiały jednak są trudne do spawania tradycyjnymi metodami, ale technologia laserowa może z powodzeniem je łączyć, oferując nowe możliwości w produkcji.
  • Wydajność urządzenia i niskie koszty eksploatacji: Choć początkowa inwestycja w urządzenie spawalnicze do spawania laserowego może być wysoka, jej wydajność oraz niskie koszty eksploatacji takie jak niewielki pobór mocy sprawiają, że inwestycja ta szybko się zwraca.
  • Łatwość konserwacji oraz obsługi urządzenia: Nowoczesna spawarka laserowa do metalu jest zaprojektowana tak, aby była prosta w obsłudze i konserwacji. Wiele z tych urządzeń jest wyposażonych w interfejsy użytkownika umożliwiające szybką i łatwą kalibrację oraz diagnostykę.
  • Możliwość spawania bardzo cienkich materiałów bez odkształceń: Dzięki precyzyjności i ograniczonej SWC, spawarki laserowe są idealne do łączenia elementów o małych rozmiarach, oraz bardzo cienkich materiałów, które łatwo się odkształcają przy innych metodach.
  • Spawanie również bez użycia spoiwa (materiału wypełniającego): Podajnik drutu w wielu przypadkach nie jest potrzebny, ponieważ spawanie laserowe może być realizowane bez konieczności dodawania dodatkowego spoiwa. Przekłada się to na czystsze połączenia oraz oszczędność czasu i materiałów.

Wady spawania laserowego

  • Zwiększone iskrzenie podczas spawania niektórych materiałów: Podczas gdy spawanie laserowe jest znane z minimalizowania odprysków i zanieczyszczeń, niektóre materiały, takie jak miedź, mogą powodować zwiększone iskrzenie podczas procesu. Iskrzenie nie tylko zwiększa ryzyko dla operatora, ale może również wpłynąć na jakość spoiny oraz stanowić źródło potencjalnych zanieczyszczeń dla delikatnych komponentów.
  • Konieczność zachowania standardów bezpieczeństwa: Spawarka laserowa wymaga zachowania szczególnych standardów bezpieczeństwa ze względu na intensywność i skupienie promieniowania laserowego. Operatorzy muszą nosić odpowiednie okulary ochronne, aby chronić oczy przed uszkodzeniem przez promienie laserowe, które mogą padać pod różnymi kątami. Dodatkowo trzeba zabezpieczyć osoby i sprzęt w otoczeniu.
  • Koszt spawarki laserowej: Jedną z największych barier dla firm rozważających wdrożenie technologii spawania laserowego jest początkowy koszt zakupu odpowiedniego urządzenia. W porównaniu z tradycyjnymi metodami spawania, maszyny spawalnicze laserowe mogą być znacznie droższe w zakupie. Efektywność i niskie koszty eksploatacji rekompensują tę inwestycję w dłuższej perspektywie, jednak początkowy wydatek na urządzenie będące źródłem lasera może być zniechęcający dla niektórych przedsiębiorstw.
  • Ograniczona grubość materiału spawanego: Chociaż spawarka laserowa do metalu doskonale sprawdza się w przypadku łączenia cienkich materiałów (jest doskonała w branży motoryzacyjnej), ma ograniczenia, jeśli chodzi o łączenie grubych elementów. Wysoka gęstość mocy lasera oznacza, że jest on skuteczny w przenikaniu cienkich materiałów, ale może mieć trudności z zapewnieniem równomiernej penetracji i właściwej jakości spoiny w grubych materiałach. Firmy, które pracują głównie z grubszymi materiałami, mogą potrzebować innych urządzeń niż ręczna spawarka laserowa.

Zastosowania spawarki laserowej

Spawanie laserowe, to technika ze względu na swoją precyzję i wszechstronność szeroko stosowana w wielu branżach, oferując możliwość tworzenia produktów najwyższej jakości. W przemyśle lotniczym, gdzie liczy się zarówno wytrzymałość konstrukcji, jak i ograniczenie jej masy, technologia ta umożliwia produkcję lekkich, a jednocześnie wytrzymałych elementów zdolnych wytrzymać ekstremalne warunki podczas lotu. W branży motoryzacyjnej również korzysta się z tej innowacyjnej metody, pozwalając na precyzyjne łączenie elementów karoserii, produkcję zaawansowanych systemów wydechowych oraz tworzenie nowoczesnych komponentów silników, co świadczy o jej roli nie tylko w przyszłości, ale i współczesności.

Sektor medyczny ceni spawanie laserowe za możliwość wytwarzania precyzyjnych implantów, narzędzi chirurgicznych i zaawansowanych instrumentów, co zapewnia ich niezawodność i bezpieczeństwo użytkowania. W branży jubilerskiej technika ta umożliwia tworzenie skomplikowanych wzorów biżuterii z najdrobniejszymi detalami. Elektronika, z kolei, wykorzystuje spawanie laserowe do łączenia cienkich przewodów i precyzyjnego montowania komponentów na płytach drukowanych, co jest kluczowe w erze miniaturyzacji i wysokiej precyzji.

Spawanie laserowe sprawdza się przy obróbce szerokiej gamy materiałów, takich jak stal nierdzewna, aluminium, tytan, miedź, nikiel oraz ich stopy. Stal jest idealnym materiałem do tej technologii, pozwalając na tworzenie głębokich, czystych spoin z minimalnym wpływem ciepła. Aluminium, pomimo swoich wyjątkowych właściwości przewodnictwa cieplnego i odbijalności, może być skutecznie spawane laserowo, wymagając jednak precyzyjnego dostosowania parametrów procesu. Tytan, ceniony w lotnictwie i medycynie za swoją wytrzymałość i lekkość, również doskonale nadaje się do spawania laserowego. Miedź i stopy niklu, pomimo pewnych wyzwań, mogą być efektywnie łączone za pomocą tej technologii, co znajduje zastosowanie w przemyśle energetycznym i lotniczym.

Gaz do spawania laserowego

W spawaniu laserowym, gazy osłonowe pełnią kluczową rolę w zapewnieniu jakości i czystości spoiny. Ich głównym zadaniem jest ochrona obszaru spawania przed negatywnym wpływem otoczenia, zwłaszcza przed dostępem tlenu i azotu z powietrza, które mogą prowadzić do oksydacji lub porowatości spoiny. Najczęściej stosowanymi gazami osłonowymi są argon i hel. Wybór odpowiedniego gazu osłonowego do spawarki laserowej, a także jego przepływ i ciśnienie, zależy od rodzaju spawanego materiału, grubości spoiny oraz specyficznych wymagań danego procesu spawania. 

Jak wybrać spawarkę laserową?

Aby wybrać spawarkę laserową, należy wziąć pod uwagę rodzaj i grubość materiału, który będzie spawany, ponieważ różne modele oferują zróżnicowaną moc lasera. Głowica, czyli uchwyt spawalniczy, powinna być łatwa w użytku i umożliwiać stosowanie różnego rodzaju dysz i innych elementów eksploatacyjnych. Budżet jest również ważnym czynnikiem - spawarki laserowe różnią się ceną, należy też pamiętać o przyszłych kosztach eksploatacji i konserwacji. Ważne jest, aby producent oferował solidne wsparcie techniczne i serwisowe. Również dodatkowe funkcje, takie jak cięcie czy czyszczenie laserowe, jeśli są przydatne w pracy, mogą wpłynąć na wybór konkretnego modelu.

Filtruj według
Cena
Producenci
Filtruj
Produkt dodany do listy ulubionych.
Produkt został dodany do porównania.