Témata
Reklama

Laserové svařování s přídavným drátem

Pod svařováním laserovým paprskem si většinou představujeme svařování bez přídavného drátu. V současnosti již existují technické možnosti drát do svaru doplnit. Můžeme jmenovat dva základní příklady, kdy přídavný drát použít. Prvním je případ svařování silnostěnných dílů, kdy sesazení není přesné a do spoje je nutné doplnit materiál, aby svar nebyl propadlý. Druhým důvodem může být potřeba modifikovat složení v místě svaru, třeba kvůli nutnosti snížení tvrdosti. Dále ukažme možnost s přídavným drátem navařovat vrstvy na povrchu.

Oproti navařování práškem je možné navařovat materiály nedostupné v práškové podobě, což je důležité třeba pro vysokoteplotní aplikace v energetice. Pokud je drát na bázi mědi, může se pomocí laseru pájet, což je aplikace používaná v automobilovém průmyslu pro spojování pozinkovaných plechů.

Reklama
Reklama
Při navařování povrchu laserem téměř nedochází k promíchání vrstvy se zákl. materiálem a tím nejsou degradovány vlastnosti návaru.

Svary s přídavným drátem

Svařování silnějších plechů a dlouhých spojů dominuje hybridní svařování, laserový paprsek je kombinován s některou z obloukových metod. Kromě vysokých investic je nutné nastavit řadu parametrů. Pro jednodušší případy lze použít samotný paprsek pouze s doplněním drátu, tzv. cold wire. Svařování laserovým paprskem je citlivé na velikost mezery mezi spojovanými kusy a závisí na průměru paprsku. Mezera by neměla být větší než 30 % průměru paprsku. Tedy například pro milimetrový paprsek do 0,3 mm. Chybějící materiál v nedokonale sesazeném spoji se projeví propadnutím hlavy a paty svaru. Čím větší je svařovaná tloušťka nebo délka spoje, tím výrazněji se diskutovaný problém projeví. Přídavný drát pomáhá kromě doplnění materiálu do svaru překlenout větší mezeru, prakticky až k průměru paprsku. Pro milimetrový paprsek tedy překleneme až milimetrovou mezeru ve spoji. Důležitý je i způsob přípravy svarového spoje. Přebroušením dojde k přesnému sesazení a svar je bez vad. Operace broušení však zvyšuje cenu za přípravu, zejména u rozměrných dílů. U svarů oceli Hardox za stejných podmínek je pevnost broušeného spoje o 20 % vyšší než u ploch připravených plazmatem. Při použití přídavného drátu je samozřejmě pevnost ovlivněna jeho volbou. Toho lze výhodně využít při svařování legovanějších materiálů. Laserové svary bez přídavného materiálu jsou často poněkud tvrdší, předehřev pro vysoké svařovací rychlosti obtížně proveditelný. Takže správnou volbou přídavného drátu s nízkým obsahem uhlíku a dalších legur lze snížit výslednou tvrdost. V neposlední řadě nabízí způsob s přídavným drátem svařovat materiály s větší tloušťkou stěny. Laserový svar je díky svým vlastnostem nejlepší možnou volbou zejména pro kořenové svary. Ale díky produktivitě a malému vnesenému teplu se hodí i pro doplnění materiálu v hlavě svaru. Hloubka laserového svaru je dána především výkonem laseru, svařovací rychlostí a kvalitou laserového svazku. Je proto možné připravit Y-svar, kde kořen v hloubce několika milimetrů je svařen samotným laserem, úkos je vyplněn drátem roztaveným laserem. S 3kW laserem tak můžeme svařovat stěny až 20 mm.


Při navařování drátem můžeme použít i vodorovnou polohu, kvalita návaru je velmi vysoká.

Navařování vrstev drátem

Navařování drátem je prakticky stejný proces, pouze s trochu upravenými parametry. Většina energie laseru je spotřebována na tavení drátu a jen malá část pro ohřev a natavení povrchu. Na rozdíl od svařování, kde je většina energie věnována na natavení kapiláry. Podobné je navařování práškem, které má však některá omezení. Jedním omezením je poloha navařování – u prášku je pro většinu hlav standardní poloha PA, drátem lze navařovat i ve vodorovné poloze PD. Drátem se navařuje stopa v šířce cca 1 až 2 mm, pro prášek (v závislosti na výkonu laseru) obvykle kolem 5 mm. Drát je tedy vhodný pro přesnější navařování. Také je větší využití přídavného materiálu. Některé materiály nelze v práškové formě prakticky sehnat. Proti tomu jsou používané dráty stejné jako pro MIG svařování, takže spektrum je velmi široké. Toho využíváme zejména pro vysokoteplotní aplikace v energetice, kde jsou často vyžadovány a certifikovány konkrétní třídy materiálů s ověřenou odolností proti tečení.

Ukázka pájení střechy karoserie auta - stále častěji používaná technologie nahrazující odporové svařování, dává mimo jiné vozidlu větší tuhost.

Laserové pájení

Zinkový povlak při svařování v automobilovém průmyslu i jinde působí problémy tvorbou pórovitosti, rozstřikem apod. Navíc dochází k jeho odpaření v blízkém okolí spoje, což později vede ke vzniku koroze. Problém je i s deformacemi svařovaných plechů díky vnesenému teplu. Proto dnes řada automobilek řeší tento problém přechodem k pájení, zejména na pátých dveřích, střešních nosnících, bočních dveřích atd. Využívají se k tomu diodové lasery s výkonem několika kilowattů, není potřeba kvalitní geometrie svazku jako u vláknových nebo diskových laserů. Tyto spoje již u nových typů aut dosahují desítek metrů. Zejména vizuální kvalita spoje je závislá na přesnosti sesazení dílů a rovnoměrnosti mezery, je také vhodné využít senzory sledující mezeru a přesně dávkující přídavný drát. Takže na nových verzích fabií dříve často používanou lepicí pásku maskující korozní produkty a chybějící materiál již nenaleznete.

Příčné řezy svary plechu 20mm na oceli S355 (vlevo) a nerezu (vpravo) s viditelným doplněním drátu do hlavy svaru .

Pokud vás tematika laserového zpracování materiálu zajímá, zveme vás na konferenci „Aplikace laserů v průmyslu“, která se uskuteční 16.‒18. 3. 2015 v Parkhotelu v Plzni. Bližší informace naleznete na www.matexpm.com.

Stanislav Němeček

Matex PM

nemecek@matexpm.com

www.matexpm.com

On-line verzi časopisu MM Průmyslové spektrum si můžete zakoupit v digitální trafice PUBLERO.COM

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 150144
Datum: 11. 02. 2015
Rubrika: Monotematická příloha / Spojování a dělení
Autor:
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit