Spawanie laserowe jest jednym z najwcześniejszych zastosowań w przemysłowej obróbce materiałów laserowych. W większości wczesnych zastosowań spoiny generowane laserowo są wyższej jakości, co powoduje zwiększoną wydajność. Wraz z rozwojem typów laserów, źródła laserowe mają teraz większą moc, różne długości fal i szerszy zakres możliwości impulsów. Ponadto propagacja wiązki, sprzęt i oprogramowanie do sterowania maszyną oraz czujniki procesowe promują lepszy nowy rozwój procesu spawania laserowego.
Spawanie laserowe ma wyjątkowe zalety, w tym niski dopływ ciepła, wąską strefę stapiania i strefę wpływu ciepła, a także doskonałe właściwości mechaniczne materiałów wcześniej trudnych do użycia w procesach, które wytwarzają duży dopływ ciepła do części. Właściwości te sprawiają, że spoina utworzona przez spawanie laserowe jest mocniejsza i bardziej atrakcyjna w wyglądzie. Ponadto czas ustawiania wymagany do spawania laserowego jest znacznie krótszy. W połączeniu z laserowym czujnikiem śledzącym można przeprowadzić automatyzację, zmniejszając w ten sposób koszt produktu. Wszystkie te nowe technologie jeszcze bardziej rozszerzyły zakres zastosowań spawania laserowego. W wielu gałęziach przemysłu z powodzeniem zastosowano spawanie laserem światłowodowym przy użyciu różnych metali, kształtów komponentów, rozmiarów i objętości.
Spawanie akumulatorów
Rosnące wykorzystanie baterii litowych w pojazdach elektrycznych i wielu urządzeniach elektronicznych oznacza, że inżynierowie wykorzystują spawanie laserem światłowodowym w projektowaniu produktów. Bieżące elementy nośne generowane przez miedź lub stop aluminium są podłączone do szeregu baterii w baterii za pomocą spawania laserem światłowodowym. Spawanie laserowe stopu aluminium (zwykle serii 3000) i czystej miedzi w celu utworzenia kontaktu elektrycznego z elektrodami dodatnimi i ujemnymi akumulatora. Wszystkie materiały i kombinacje materiałów zastosowane w baterii są materiałami kandydującymi do nowego procesu spawania laserem światłowodowym. Nakładające się, doczołowe i filetowe połączenia spawane tworzą różne połączenia wewnątrz baterii. Spawanie laserowe materiału występu do zacisków ujemnych i dodatnich spowoduje powstanie zapakowanego kontaktu elektrycznego. Końcowy montaż akumulatora i etap spawania, czyli uszczelnienie aluminiowej puszki, tworzy barierę dla wewnętrznego elektrolitu. Ponieważ oczekuje się, że bateria będzie działać niezawodnie przez 10 lat lub dłużej, wybór spawania laserowego zawsze może mieć wysoką jakość. Stosując odpowiedni sprzęt i proces do spawania laserem światłowodowym, spawanie laserowe może konsekwentnie wytwarzać wysokiej jakości spoiny ze stopu aluminium serii 3000.
Precyzyjna obróbka i spawanie
Uszczelnienia stosowane na statkach, w rafineriach chemicznych i przemyśle farmaceutycznym były początkowo spawane metodą TIG. Ponieważ są one stosowane we wrażliwych środowiskach, elementy te są precyzyjnie obrabiane i szlifowane za pomocą materiałów stopowych na bazie niklu, które są odporne na wysoką temperaturę i korozję chemiczną. Rozmiar partii jest zwykle mały, a liczba ustawień jest duża. Rozumie się, że obecnie montaż tych elementów został ulepszony przez spawanie laserem światłowodowym. Powody zastosowania spawania laserem światłowodowym w celu zastąpienia wczesnego procesu spawania łukowego obejmują: jakość spawania laserowego jest spójna; Łatwo jest przekonwertować z jednej konfiguracji komponentu na drugą, co skraca czas ustawiania i poprawia wydajność; Koszt można zmniejszyć, montując laserowy czujnik śledzący w celu zautomatyzowania procesu spawania laserowego.
Spawanie gazoszczelne
Hermetycznie zamknięta elektronika w urządzeniach medycznych, takich jak rozruszniki serca i inna elektronika, sprawiła, że spawanie laserem światłowodowym stało się preferowanym procesem w zastosowaniach wymagających najwyższej niezawodności. Najnowszy rozwój procesu spawania gazoszczelnego rozwiązał problemy związane ze spawaniem laserowym i punktem końcowym spoiny, który jest kluczową pozycją do ukończenia uszczelnienia gazoszczelnego. Poprzednia technologia spawania laserowego spowoduje zagłębienie w punkcie końcowym, gdy wiązka laserowa zostanie wyłączona, nawet gdy moc lasera zostanie zmniejszona. Zaawansowana kontrola wiązki laserowej eliminuje zagłębienia w cienkich i głębokich spoinach. Rezultatem jest stała jakość spoiny, brak porowatości w punkcie końcowym, lepszy wygląd i bardziej niezawodne uszczelnienie.
Spawanie lotnicze
Spawanie laserem światłowodowym stopów lotniczych na bazie niklu i tytanu wymaga kontrolowania geometrii spoiny i mikrostruktury spoiny, w tym minimalizacji porowatości i kontrolowania wielkości ziarna. W wielu zastosowaniach lotniczych wydajność zmęczeniowa spoin jest kluczowym kryterium projektowym. Dlatego inżynierowie projektanci prawie zawsze określają, że powierzchnia spawania jest wypukła lub lekko wypukła, aby zwiększyć wytrzymałość spawania. W tym celu do zautomatyzowanego procesu wykorzystuje się linię napełniającą o średnicy 1,2 mm. Dodanie drutu wypełniającego do połączenia doczołowego spowoduje spójne korony na górnych i dolnych przejściach. Zapewniając dobrą mikrostrukturę spoiny, wybór stopu drutu spawalniczego przyczynia się również do właściwości mechanicznych spoiny.
Różne spawanie metali
Możliwość wytwarzania produktów przy użyciu różnych metali i stopów znacznie poprawia elastyczność projektowania i produkcji. Optymalizacja właściwości gotowych produktów, takich jak odporność na korozję, zużycie i ciepło, przy jednoczesnej kontroli kosztów, jest powszechną motywacją do spawania różnych metali. Przykładem jest połączenie stali nierdzewnej i stali ocynkowanej. Ze względu na doskonałą odporność na korozję, stal nierdzewna 304 i ocynkowana stal węglowa są szeroko stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak urządzenia kuchenne i komponenty lotnicze. Proces ten wiąże się ze szczególnymi wyzwaniami, zwłaszcza że powłoka cynkowa spowoduje poważne problemy z porowatością spoiny. Podczas spawania energia do stopienia stali i stali nierdzewnej odparuje w temperaturze około 900 ° C, która jest znacznie niższa niż temperatura topnienia stali nierdzewnej. Niska temperatura wrzenia prowadzi do powstawania pary podczas spawania dziurki od klucza. Podczas próby ucieczki ze stopionego metalu, para może pozostać w zestalonej spoinie, powodując nadmierną porowatość spoiny. W niektórych przypadkach para ucieknie wraz ze krzepnięciem metalu, tworząc pory lub chropowatość na powierzchni spawania. Spawanie wykończeniowe i mechaniczne można łatwo przeprowadzić poprzez odpowiednie zaprojektowanie spoiny i dobór parametrów procesu laserowego. Na górnej i dolnej powierzchni spoin kolanowych nie ma pęknięć ani porów ze stali nierdzewnej 304 o grubości 0,6mm oraz stali ocynkowanej o grubości 0,5mm.