Keevituskomplekt
1. Monteerimisvahe ja joondusviga
Kooste kvaliteet on keevituskvaliteedi tagamisel ülioluline. Liigsed montaaživahed või joondusvead võivad kergesti põhjustada defekte, nagu läbipõlemine, halb keevisõmbluse teke ja mittetäielik läbitungimine. Nisu- ja otsaliitekohtade montaaživahe peaks olema võimalikult väike. Tabelis 8-2 on loetletud pilude ja joondusvea nõuded käeshoitava laserkeevituse puhul.
Töödeldava detaili mõõtmete tagamiseks, deformatsiooni vähendamiseks ja keevitatava ala joondamise vältimiseks keevitamise ajal tekkivate väändedeformatsioonide tõttu on enne keevitamist tavaliselt vaja teha ühenduskeevitust. Montaažiühenduse puhul kasutatakse sama protsessimeetodit nagu formaalsel keevitamisel. Ühendusühenduste pikkus on 20–30 mm ja ühendusühenduste kvaliteedinõuded (nt läbitungimissügavus ja laius) on madalamad kui formaalsel keevitamisel. Ühendusühenduse puhul kasutatakse üldiselt suuremat liikumiskiirust kui formaalsel keevitamisel. Ühendusühenduste usaldusväärse ühenduse tagamiseks peaksid ühendusühendused olema tasased, pikad ja õhukesed ning mitte liiga suured, laiad ega kõrged. Ühendusühendused vajavad ka piisavat kaitset oksüdeerumise vältimiseks.
3. Kinnitusvahendid ja klambrid
Laserkeevitust kasutatakse enamastiõhukese plaadi keevitamineÕhukeevituse puhul teostatakse keevitamine tavaliselt töödeldava detaili esiküljel, kusjuures tagaküljel on piisav sulamine, et saavutada hästi vormitud tagakeevis. Parameetrite valiku osas: madal soojussisend võib põhjustada tagaküljel mittetäieliku sulamise; suur soojussisend, tagades küll tagaküljel täieliku läbitungimise, võib sulametalli raskusjõu või töödeldava detaili paksusega võrreldes ebaproportsionaalse sulamislaiuse tõttu põhjustada läbipõlemise. Läbipõlemise vältimiseks tuleks tooriku kinnitamiseks õhukese plaadi keevitamise ajal kasutada kinnitusvahendeid, kui see võimaldab kinnitamist – suruda esikülge ja asetada tagaküljele vask- või roostevabast terasest tugiplaat. See hoiab ära keevitusdeformatsioonist tingitud muutused montaažipiludes või joondamise kõrvalekalded ja väldib termilist kokkuvarisemist. Kui toorikul on konstruktsioonilistel põhjustel ebaühtlane soojuse hajumine piirkondade vahel, on efektiivne ka kinnitusvahendite kasutamine soojuse hajumise tasakaalustamiseks, mille eesmärk on moodustada nii esi- kui ka tagaküljel ühtlaste mõõtmetega keevisõmblused.
Keevitusparameetrite valik
Üldiselt hõlmavad laserkeevituse parameetrid laseri võimsust, laserimpulsi laiust, defokuseerimise hulka, keevituskiirust ja kaitsegaasi.
1.Laservõimsus
Laserkeevitamisel on laservõimsustiheduse lävi. Sellest lävest allpool on läbitungimissügavus väike; kui see lävi on saavutatud või ületatud, suureneb läbitungimissügavus märkimisväärselt. Plasma tekib ainult siis, kui laservõimsustihedus toorikul ületab lävi, mis näitab stabiilset sügavat läbitungimiskeevitust. Lävest allpool toimub ainult pinna sulamine (stabiilne soojusjuhtivusega keevitamine). Võtmeaugu moodustumise kriitilise tingimuse lähedal vahelduvad sügav läbitungimis- ja soojusjuhtivusega keevitamine, mille tulemuseks on ebastabiilne protsess, mille puhul läbitungimissügavus kõikub suuresti. Laseri võimsus on lasertöötluses üks kriitilisemaid parameetreid ja keevituskeevituse läbitungimissügavuse peamine määraja. Fikseeritud fokuseeritud täpi läbimõõdu korral on laservõimsustihedus proportsionaalne laservõimsusega: suurem võimsus suurendab läbitungimissügavust ja keevituskiirust. Liigne võimsus põhjustab aga sulavanni tugevat ülekuumenemist, suurendab keevisõmbluse laiust ja kuumust mõjutavat tsooni (HAZ) ning suurendab pritsmeid, mis võivad keevitusläätse saastata. Suure võimsuse korral saab pinnakihi mikrosekundite jooksul keemistemperatuurini kuumutada ja märkimisväärselt aurustuda, mistõttu on see ideaalne materjali eemaldamise protsesside, näiteks puurimise, lõikamise ja graveerimise jaoks. Madalama võimsuse korral kulub pinnal keemistemperatuurini jõudmiseks millisekundeid ja aluskiht sulab enne pinna aurustumist, hõlbustades head sulatuskeevitust.
2.Laseri impulsi laius
Laseri impulsi laius ehk „impulsi laius“ on impulsslaserkeevituse võtmeparameeter. Selle määravad läbitungimissügavus ja kuumuse piirkond (HAZ): pikemad impulsi laiused suurendavad kuumuse piirkonda ja läbitungimissügavus suureneb impulsi laiuse ruutjuure võrra. Pikemad impulsi laiused vähendavad aga tippvõimsust, seega kasutatakse neid üldiselt soojusjuhtivuskeevituseks, moodustades laiu ja madalaid keevisõmblusi – eriti sobivad need õhukeste ja paksude plaatide kattuvate ühenduste jaoks. Madal tippvõimsus põhjustab aga liigset soojuskoormust ja igal materjalil on maksimaalse läbitungimissügavuse saavutamiseks optimaalne impulsi laius.
3. Fookusetuse ulatuse valik
Fokuseeritud punkti asukoht on kriitilise tähtsusegalasersulatuskeevitusKui fookus on töödeldava detaili pinna kohal, on läbitungimissügavus väike, mis raskendab sügavale läbitungimiskeevitamist. Kui fookus on pinna all, on võimsustihedus töödeldava detaili sees suurem kui pinnal, mis soodustab tugevamat sulamist ja aurustumist, võimaldades energial ülekanduda sügavamale töödeldavasse detaili ja suurendades läbitungimissügavust. Defokuseerimise režiime on kaks: positiivne defokuseerimine (fookustasand töödeldava detaili kohal) ja negatiivne defokuseerimine (fookustasand töödeldava detaili all). Praktikas kasutatakse paksude plaatide puhul, mis vajavad suurt läbitungimissügavust, negatiivset defokuseerimist, kusjuures laseri fookus on tavaliselt 1–2 mm töödeldava detaili pinnast allpool. Õhukeste plaatide puhul on eelistatud positiivne defokuseerimine, kusjuures fookus on 1–1,5 mm pinnast kõrgemal.
4. Keevituskiirus
Kui muud parameetrid on fikseeritud, väheneb läbitungimissügavus keevituskiiruse suurenedes, samal ajal kui efektiivsus paraneb. Liiga suured kiirused ei vasta läbitungimisnõuetele; liiga madalad kiirused põhjustavad üle sulamist, laiu keevisõmblusi, kuumusalal ülekuumenemist ja suurenenud kuumpragunemise kalduvust.impulsslaserkeevitusKiiruse määrab ka maksimaalne impulsisagedus ja nõutav täppide kattumine – iga järgnev impulsi täpp peab mingil määral kattuma. Seega on antud laseri võimsuse ja materjali paksuse jaoks optimaalne kiiruste vahemik, mille piires saavutatakse teatud kiirusel maksimaalne läbitungimissügavus.
5. Varjestusgaas
Laserkeevituse ajal kasutatakse sulavanni kaitsmiseks sageli inertgaase. Kuigi mõned materjalid ei pruugi vajada kaitset pinnaoksüdatsiooni eest, vajab enamik rakendusi seda. Traditsiooniliselt kasutatakse alumiiniumisulamite laserkeevitamisel oksüdatsiooni vältimiseks Ar, N₂ ja He. Teoreetiliselt on He kõige kergem ja kõrgeima ionisatsioonienergiaga, kuid madala võimsuse ja suure kiiruse korral on plasma nõrk, mis minimeerib gaasidevahelisi erinevusi. Uuringud näitavad, et samades tingimustes kutsub N₂ Al-ga eksotermiliste reaktsioonide tõttu kergemini esile võtmeaugu moodustumise; saadud Al-NO ternaarsetel ühenditel on suurem laseri neeldumine. Puhas N₂ moodustab aga keevisõmblustes hapraid Al-N faase ja poore. Kerged inertgaasid pääsevad välja poore tekitamata, muutes segagaasid efektiivsemaks. Hiljuti on sagenenud uuringud Al-laserkeevituse kohta Ar-O₂ ja N₂-O₂ segude abil.
6. Materjali neeldumine
Laserenergia neeldumine materjalis sõltub sellistest omadustest nagu neelduvus, peegelduvus, soojusjuhtivus, sulamistemperatuur ja aurustumistemperatuur, kusjuures neelduvus on kõige olulisem. Neelduvust mõjutavad tegurid on järgmised:
Elektritakistus: Poleeritud pindade puhul on neelduvus võrdeline takistuse ruutjuurega, mis varieerub sõltuvalt temperatuurist.
Pinna seisukord: Mõjutab oluliselt imamisvõimet ja seega ka keevitustulemusi.
Käeshoitava kiudlaserkeevituse kasutusnipid ja tabud
1. Vältige kaarkiirgust
Käeshoitavad kiudlaserkeevitusseadmedKasutage 4. klassi kiudlasereid, mis kiirgavad (1080±3) nm kiirgust ja mille väljundvõimsus ületab 1000 W (sõltuvalt mudelist). Otsene või kaudne kokkupuude võib kahjustada silmi või nahka. Kuigi kiir on nähtamatu, võib see põhjustada võrkkestale või sarvkestale pöördumatuid kahjustusi. Kandke laseri töötamise ajal alati sertifitseeritud laserkaitseprille. Ärge kunagi vaadake otse väljundpead, kui laser on sisse lülitatud, isegi mitte prillidega.
2. Keevitusparameetrite seadistamine
Seadke puutetundlikul ekraanil madal laservõimsus (nagu näidatud joonisel 8-2). Asetage keevituspea vaskotsik töödeldava detaili vastu ja vajutage laserkiire keevitamiseks põleti lülitit. Tüüpilised parameetrid: laseri sagedus 5000 Hz, galvanomeetri kiirus 300–600, gaasi viivitus >100 ms, 100% töötsükkel pideva kiirguse jaoks. Reguleerige keevituse laiust vastavalt montaaživahedele; võimsust saab reguleerida vahemikus 0–1000 W (0–100% maksimaalsest). Pärast parameetrite sisestamist klõpsake sätete jõustumiseks nuppu „OK“ ja salvestage.
4. Ärge suurendage keevituskiirust liiga palju
Keevisõmblused moodustatakse laserallika liigutamise teel (vt joonis 8-3). Sügavus ja laius sõltuvad kiirusest ja võimsusest, tüüpilise kiirusega 1–3 m/min, mis tekitab siledad, soomuseta pinnad kuvasuhtega <1. Fikseeritud voolutugevuse ja pinge korral mõjutab kiiruse muutmine otseselt soojustarvet, muutes läbitungimist ja laiust. Liiga suured kiirused põhjustavad ebapiisavat kuumutamist, mis viib läbitungimise vähenemiseni, kitsa laiuse, altlõigete tekkimiseni, pooride tekkeni ja mittetäieliku läbitungimiseni.
Mehaaniline puhastus: Oksiidide eemaldamiseks kasutage roostevabast terasest harju või pneumaatilisi kettaid, kuni saavutatakse säravvalge viimistlus. Keevitage kohe pärast poleerimist; poleerige uuesti, kui keevitamine hilineb >36 tundi.
Keemiline puhastus: Eemaldage oksiidid keemiliste reaktsioonide abil (meetodid varieeruvad materjaliti). Tabelis 8-3 on loetletud alumiiniumisulamite keemilised puhastusmeetodid. Eemaldage õli/tolm orgaaniliste lahustitega (bensiin, isopropüülalkohol) leotamise, pühkimise ja kuivatamise teel.
5. Minimeeri poorsust
Alumiiniumisulamite laserkeevitamisel on vesinikupoorid tavalised. Nende vähendamiseks eemaldage pinnalt niiskust, õli ja oksiide. Sulavanni jahutusaja pikendamine (impulsi laiuse suurendamise teel) aitab gaasidel väljuda, kuna laserkeevituse kiire termiline tsükkel piirab gaaside eraldumist. Vältige fookust või negatiivset defokuseerimist, kus intensiivsed sulavanni reaktsioonid ja sulami aurustumine suurendavad poorsust; kasutage aurustumise vähendamiseks pehmemat energiat reguleeritud defokuseerimise kaudu.
6. Pöörake tähelepanu põleti hoidmise asendile
Käeshoitavad laserpõletid (vt joonis 8-4) on TIG-põletitest raskemad ja neil on paksud kaablid, mis põhjustab operaatori väsimust. Pikaajalise keevitamise korral hoidke põletit mõlema käega, hoidke otsikut töödeldava detailiga kokkupuutes, joondage keevisõmblust visuaalselt ja tõmmake põletit ühtlaselt enda poole. Reguleerige kehahoiakut vastavalt keevitusasendile, et minimeerida väsimust ja liitekohtade arvu.
7. Laservigastuste vältimine
Ebaõige kasutamine võib põhjustada õnnetusi. Järgige neid reegleid:
Ärge kunagi vaadake töötamise ajal laserkiire väljundpead.
Ärge kasutagekiudlaseridhämaras/pimedas keskkonnas.
Ärge kunagi suunake taskulampi inimeste poole, kui seade on aktiivne.
Kasutage keevitusalast 3 meetri raadiuses metalltõkkeid.
Keevitustsoonile juurdepääs on lubatud ainult operaatoritele.
Kandke kaitsevarustust (sertifitseeritud kaitseprille, maski, kindaid). Ärge kunagi vaadake laseri sisselülitatud olekus väljundpead, isegi mitte kaitseprillidega.
Käsitsege põletit ja kaablit ettevaatlikult (minimaalne painutusraadius >200 mm).
Keelake laserkiirguse nupp, kui seda ei kasutata.
Tõhusa gaasikaitse tagamiseks veenduge düüsi kvaliteedis:
Siledad siseseinad, kontsentrilised laseriga.
Põleti stabiilse liikumise säilitamiseks vahetage deformeerunud otsikud viivitamatult välja.
Düüsi ava suurus (vt joonis 8-6) mõjutab keevituse kvaliteeti: suuremad avad suurendavad gaasivoolu, kiirendades tahkumist ja suurendades poorsuse/pragunemise ohtu.
8. Vältige pragudele tundlike sulamite puhul suuri kiirusi
Käeshoitav laserkeevitusKasutab autogeenset, juhtmevaba, võnkuvat galvanomeetripõletit. Suured kiirused vähendavad läbitungimist, ahendavad keevisõmblusi, põhjustavad sisselõiget ja häirivad kaitsegaasi katvust, halvendades kaitset. Pragude suhtes tundlike sulamite puhul kasutage madalamaid kiirusi.
9. Tagage vuukide kvaliteet
Temperatuurierinevused ja traadivaba keevitamine võivad põhjustada läbipõlemist, kraatreid või kraatripragusid. Keevitage pidevalt, et minimeerida peatusi; kui peatused on vältimatud (nt asendi muutused, segmenteeritud keevitamine), aeglustage enne peatumist veidi (10 mm), et vältida kraatreid. Kattuvuse ja kvaliteedi tagamiseks alustage uuesti 20 mm eelmisest kraatrist tagapool.
10. Järgige põleti õiget liikumist
Tõmmake põletit enda poole (kaugelt lähedale) ilma külgsuunas võnkumiseta. Hoidke ühtlast kiirust, jälgides samal ajal keevisõmbluse ühtlast moodustumist. Vertikaalse keevitamise korral kasutage allapoole suunatud liikumist (mitte ülespoole), et soodustada kiiret tahkumist ja tagada ühtlane liikumine.
11. Vältige keevisõmblustes alalõikamist, väikeseid servakeevitusi ja kokkuvarisemist
Kattuvuskeevisõmbluste puhul reguleerige laserkiire langemisnurka nii, et galvanomeeter kataks 2/3 vertikaalsest plaadist (vt joonis 8-7). See sulatab vertikaalse plaadi (täiteainena) ja 1/3 alusplaadist soojusjuhtivuse kaudu, moodustades pärast jahtumist piisava suurusega keevisõmbluse. Halvad kattuvuskeevisõmblused nõrgendavad vuukide tugevust, vähendavad pragunemiskindlust või põhjustavad konstruktsiooni purunemise – vältige altlõiget.
12. Vähendage peegelduvust alumiiniumisulamite keevitamisel
Alumiinium peegeldab tagasi 60–98% laserenergiast. Peegeldusvõime langeb järsult sulamistemperatuuril ja stabiliseerub sulades. Neelduvus väheneb langemisnurga suurenedes; maksimaalne neeldumine toimub normaalse langemisnurga korral (kohandage läätse kaitseks). Vähendage peegelduvust, eemaldades oksiidid mehaanilise/keemilise puhastamise teel.
13. Kaitsegaasi õige kasutamine
Kaitsegaas mõjutab keevisõmbluse teket, läbitungimist ja laiust. Enamik gaase parandab kvaliteeti, kuid neil võib olla puudusi:
Ar: Madal ionisatsioonienergia, kõrge plasma moodustumine (vähendab laseri efektiivsust), kuid inertne, odav ja tihe – katab tõhusalt sulavanni (ideaalne üldiseks kasutamiseks).
N₂: Mõõdukas ionisatsioonienergia (vähendab plasmat paremini kui Ar), kuid reageerib alumiiniumi/süsinikterasega, moodustades hapraid nitriide, vähendades sitkust (ei ole nende materjalide puhul soovitatav). Sobib roostevabale terasele, kus nitriidid suurendavad tugevust.
14. Varjestusgaasi voolukiirus
Gaas väljutatakse düüsi kaudu kindla rõhu all. Düüsi hüdrodünaamiline konstruktsioon ja väljalaskeava läbimõõt on kriitilise tähtsusega: piisavalt suur keevisõmbluse katmiseks, kuid piiratud turbulentse voolu vältimiseks (mis tõmbab sisse õhku ja põhjustab poorsust). Käeshoitava laserkeevituse puhul on tüüpiline voolukiirus 7 l/min. Liigne vool segab sulavanni saasteaineid, mis kahjustab gaasi puhtust – valige õige voolukiirus.
15. Laseri fookuse asend
Fookuse asend: Väikseim punkt, kõrgeim energia – kasutage sellekspunktkeevitusvõi madala energiatarbega, minimaalse täpi suuruse nõuded (vt joonis 8-8).
Negatiivne defokus: suurem täpp (suureneb koos fookusest kaugusega) – sobib sügava läbitungimisega pidevaks keevitamiseks ja sügavaks punktkeevituseks.
Positiivne defokus: suurem täpp (suureneb fookusest kaugusega) – sobib pinna tihendamiseks või väikese läbitungimiskiirusega pidevaks keevitamiseks.
Täisläbikeevituse kontroll: kerge värvimuutus tagaküljel näitab head kvaliteeti; ilmsed jäljed/läbikeevitused põhjustavad pideval keevitamisel pritsmeid või sügavaid sooni. Reguleerige fookust, energiat ja lainekuju proovide põhjal. Kasutage õhemate materjalide puhul väiksemaid kohti, et vältida läbipõlemist.
Postituse aeg: 21. august 2025
