Лазерното заваряване позволява изработването на естетични, тесни и повторяеми съединения при сравнително малък приток на топлина към детайла. За да се получи равномерен заваръчен шев обаче, само изборът на мощността на устройството, скоростта на придвижване на главата и защитния газ не е достатъчен. От голямо значение са състоянието на повърхността и прецизността при подготовката на съединяваните елементи.
Лазерното заваряване позволява да се извършват естетични, тесни и повторяеми съединения при сравнително малък приток на топлина към детайла. За да се получи равномерен шев обаче, само изборът на мощността на устройството, скоростта на придвижване на главата и защитния газ не е достатъчен. От голямо значение са състоянието на повърхността и прецизността при подготовката на съединяваните елементи.
Ръжда, масло, влага, боя, окалина, охлаждаща течност и остатъци от рязане могат да причинят пори, отчупвания, нестабилно формиране на заваръчната вана и проблеми с постигането на повторяемо претопяване. Ето защо преди започването на работата трябва да се обърне внимание не само на параметрите на заваръчния апарат, но и на чистотата, геометрията на ръбовете и стабилното закрепване на детайлите.
Защо чистотата на повърхността е толкова важна?
Лазерният лъч концентрира голямо количество енергия върху малка площ. Замърсяванията, намиращи се в мястото на съединяване, много бързо се нагряват, изпаряват или влизат в реакция с течния метал. Това може да наруши процеса на заваряване и да остави в заварката газови мехури, включения или обезцветявания.
Източник на проблеми могат да бъдат, наред с другото, масла, смазки, оксиди, влага, остатъци от охлаждаща емулсия, както и замърсявания, пренесени от инструментите. Дори тънък слой мазен налет може да влоши стабилността на процеса, особено при тънки детайли и съединения, изискващи висока естетика.
Повърхностите около бъдещото съединение трябва да са сухи, чисти и без дебели слоеве от оксиди и органични материали. Почистване се извършва не само на самите ръбове, но и на зоната от двете страни на заварката, по която ще се движи лазерната глава или защитната дюза.
Кога да се извърши почистването преди заваряването?
Подготовката на повърхността е най-добре да се извърши възможно най-близо до началото на заваряването. Почистеният метал, оставен за по-дълго време във влажна, прашна или мазна среда, може отново да се покрие с налет или да се замърси по време на транспортирането и поставянето на работното място.
При серийното производство е добре да се въведе постоянна процедура за подготовка на детайлите. Тя трябва да определя последователността на действията, използваните почистващи средства, вида на почистващите материали, начина на съхранение на детайлите след почистване, както и правилата за проверка преди заваряване. Благодарение на това всеки детайл достига до работната станция в сходно състояние, а процесът е по-лесен за повторение.
Премахнете маслото, смазката и охлаждащата течност
Първият етап трябва да бъде обезмасляването. Детайлите след рязане, струговане, фрезоване, пробиване или шлифоване могат да бъдат покрити с технологично масло, охлаждаща емулсия, консерванти или мазни следи, оставени от ръцете.
За обезмасляването трябва да се използва препарат, подходящ за съответния метал и отговарящ на изискванията на процеса. След почистването повърхността трябва да изсъхне напълно. Не трябва да се започва заваряване, ако върху детайла е останала течност, влага или разтворен слой замърсяване.
Не е достатъчно да избършете детайла с произволна кърпа. Замърсената кърпа може само да разнесе маслото по по-голяма повърхност. Най-добре е да се използват чисти, непрахови материали и да се избягва докосването на подготвената зона с голи ръце. При детайли с високи изисквания към качеството е препоръчително да се работи с чисти ръкавици.
Премахнете ръждата, боята и окалината
Преди лазерното заваряване черната стомана трябва да бъде очистена от отлепена ръжда, боя, дебела окалина, защитни покрития и остатъци от предишна обработка. Замърсяванията трябва да се отстранят както от линията на съединението, така и от зоната, която ще бъде изложена на въздействието на топлината и защитния газ.
За подготовка на повърхността могат да се използват шлифоване, четкане, абразивно струйно почистване, техническо измиване или лазерно почистване. Изборът на метод зависи от вида на замърсяването, материала и изискваното качество на повърхността. Лазерното почистване позволява прецизно отстраняване на ръжда, боя, масло и технологични слоеве без механичен контакт с материала.
След шлифоване или четкане трябва внимателно да се отстранят прахът, стружките и частиците от абразива. Трябва също така да се внимава да не се направят прекалено дълбоки драскотини, да не се прегрее тънкият ръб и да не се промени геометрията на съединението. При тънките листове дори и малко увреждане на ръба може да затрудни получаването на равномерен заваръчен шев.
Как да подготвим алуминия за лазерно заваряване?
Алуминият изисква специално внимание поради оксидния слой и чувствителността на процеса към влага и замърсявания. Оксидите на алуминия имат различна температура на топене от тази на основния материал, а водородът, произхождащ, наред с другото, от влага, смазочни средства и повърхностни замърсявания, може да увеличи риска от порестост на заварката.
Първо трябва да се обезмасли повърхността, а след това да се отстранят оксидите с подходящ метод. Може да се използва четка от неръждаема стомана, предназначена изключително за алуминий. Тя не трябва да е била използвана преди това за почистване на стомана, тъй като би могла да пренесе чужди частици върху обработвания материал.
При сложни съединения е добре да се обърне внимание и на състоянието на допълнителната тел, ако се използва такава. Телът трябва да е чист, сух и защитен от замърсяване. Замърсяванията върху допълнителния материал могат да попаднат директно в заваръчната вана.
Погрижете се за точното прилягане на елементите
Чистата повърхност не е достатъчна, ако детайлите са неправилно съединени. Краищата трябва да прилепват равномерно, а зазорът по цялата дължина на съединението трябва да бъде възможно най-постоянен. Резките промени в разстоянието могат да доведат до неравномерно претопяване, провисване на заварката, липса на запълване или необходимост от постоянно коригиране на скоростта на придвижване.
Елементите трябва да бъдат надеждно закрепени в приспособлението или притиснати така, че да не се изместват под въздействието на топлината, вибрациите и движенията на оператора. При серийното производство добре изработеното приспособление е едно от основните условия за повторяемо лазерно заваряване.
При по-голяма междина може да се използва допълнителна тел, тъй като лазерното заваряване може да се извършва както без допълнителен материал, така и с негово използване. Това обаче не замества правилната подготовка на ръбовете, центрирането на детайлите и контрола на размерите преди започването на работата.
Премахнете грапавините и проверете ръбовете
След лазерно, плазмено или механично рязане, както и при рязане с трион, по ръбовете могат да останат грапавини, шлака, остри неравности и претопявания. Те трябва да бъдат отстранени преди позиционирането на детайлите. Детайлът трябва да прилепва към другата част по цялата предвидена повърхност на съединението.
Преди заваряването е добре да се провери:
- съответствието на вида и дебелината на материала,
- праволинейността и чистотата на ръбовете,
- равномерна фуга по цялата дължина на съединението,
- стабилността на закрепването в приспособлението,
- липса на масло, прах, влага, боя и окалина,
- чистота на дюзата, защитното стъкло и елементите на главата,
- правилно подаване на защитен газ.
Ефективната защита с газ ограничава окисляването на заварката и е от значение за получаването на висококачествено съединение. Ако потокът на газа е нестабилен или дюзата е замърсена, дори добре подготвената детайл може да даде по-слаб резултат.
Най-често срещаните грешки преди лазерно заваряване
Една от често срещаните грешки е заваряването на детайли, които са само повърхностно почистени, въпреки че в цепнатините все още има масло, охлаждаща течност или прах от обработката. Проблем може да бъде и оставянето на боя на долната страна на съединението, използването на замърсени четки и смесването на инструменти, предназначени за стомана и алуминий.
Не трябва да се докосва почистената повърхност с голи ръце. Мазните отпечатъци от пръсти могат да бъдат източник на локални замърсявания. След подготовката детайлите е най-добре да се пренасят с чисти ръкавици и да се поставят възможно най-бързо в приспособлението.
Грешка е също така да се пропуска проверката на фугата и стабилността на закрепването. Ако детайлът се премести по време на заваряването, процесът може да стане нестабилен, а заварката ще се наложи да бъде коригирана или повторена. При лазерното заваряване повторяемостта на подготовката на детайла е също толкова важна, колкото и повторяемостта на настройките на апаратурата.
Обобщение
Правилната подготовка на метала за лазерно заваряване включва отстраняване на масло, влага, ръжда, боя, окалина, оксиди и остатъци от предишна обработка. Също толкова важни са гладките ръбове, малката и равномерна цепнатина, както и стабилното закрепване на детайлите.
Чистата и добре прилепнала детайла позволява да се постигне по-стабилен процес, да се ограничи порестостта и да се намали броят на корекциите. При серийното производство е препоръчително да се изготви постоянна процедура, включваща обезмасляване, почистване, проверка на ръбовете и защита на повърхността срещу повторно замърсяване.
