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
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:
Firmy
Související články
Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Související články
Výroba a opravy pomocí laseru

Hesla jako 3D-Drucken a Additive Manufacturing jsou všudypřítomná. Na všech kontinentech je zřejmá snaha podporovat aditivní technologie. Avšak co se za tím skrývá? V Aachen se tomuto tématu věnuje Fraunhofer-Institute für Lasertechnik ILT und Produktionstechnologie IPT.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Průmysl 4.0 by mohl dovést zpracování plechů na vyšší úroveň

Do čela českého zastoupení společnosti Bystronic, která je specialistou na výrobu ohýbaček a zařízení pro řezání laserem a vodním paprskem, vstupuje nový jednatel. Využili jsme příležitosti a Petra Knapa se zeptali, jak se mu v nové pozici daří. A protože tady máme čtvrtou průmyslovou revoluci, zajímal nás i jeho názor na iniciativu Průmysl 4.0 a celkový postoj společnosti k této (r)evoluci.

Spolehlivé odstranění otřepů po pálení

Pardubická Obchodní společnost TVK se specializuje na zakázkovou výrobu přesných tvarových výpalků z plechu laserem, plazmou a autogenem. Díly po plynovém pálení standardně dodávají očištěné. Před necelými dvěma roky byl na odstraňování strusky a otřepů po pálení pořízen stroj Lissmac. "Stroj šetří čas, ale hlavně ruce pracovníků," říká jednatel společnosti TVK Pavel Tužil.

Digitalizace správy a servisu strojů

Novinky v oblasti správy a servisu strojů pro zpracování plechů a profilů představila společnost Trumpf na pravidelných dnech otevřených dveří koncem roku 2019. V následující reportáži představíme hlavní novinky pro uživatelé digitálního prostředí TruServices.

MSV ve znamení svařování i zpracování plechů

Na letošním MSV v Brně se setkají i výrobci špičkových zařízení pro svařování a strojů pro zpravování plechů. Na naše otázky odpovídají Taťána Malá, jednatelka společnosti JC-Metal, a Jaroslav Pavlů, majitel firmy Presstechnik.

Prostor pro laserovou automatizace je stále obrovský

Česká společnost Lascam systems se zabývá zejména dodávkami laserových zařízení pro obrábění kovů a plastů. Byla včas u rozvoje moderních laserových technologií a dnes pomáhá firmám s integrací laserových aplikací do výrobních procesů. Podle slov obchodního ředitele společnosti Karola Flimela se považují spíše za dodavatele řešení než distributora jednotlivých zařízení a za největší výzvu považují složité inovativní projekty, které přinášejí nový způsob výroby.

Laserová i optická řešení a mnohem více

Pravidelné podzimní dny otevřených dveří uspořádala pro své současné i potenciální zákazníky koncem září společnost Lascam systems. Po tři dny mohli zájemci o laserové technologie navštěvovat showroom dceřiné společnosti Elya Solutions v Horních Počernicích, kde bylo v provozu více než sedm různých aplikací dceřiných i zastupujících společností. Jednotlivá stanoviště prezentovala široké portfolio aplikací a služeb, jež integrátorská společnost Lascam nabízí.

Modulární lisovací systémy

Od univerzálních standardních lisů až po jednoúčelové speciální lisy - firma TOX Pressotechnik je díky svému modulárnímu systému lisů a pohonů schopna realizovat speciální a úsporná řešení v krátkém čase. Lisy ecoLine je možné sestavit v online konfigurátoru.

Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Špičkové technologie dnes i zítra

Společnost Trumpf je renomovaný výrobce technologií na zpracování plechů a profilů a laserů pro průmysl. Výrobní historie se pomalu blíží celé stovce let a česká pobočka s obratem zhruba sto milionů eur za rok patří k důležitým průmyslovým hráčům nejen na českém trhu. Bylo proto jasnou volbou požádat ředitele společnosti Trumpf Praha Romana Haltufa, aby čtenářům MM Průmyslového spektra prozradil, kam se vývoj v tomto nepostradatelném oboru za minulá léta posunul.

Jak se stát leaderem ve výrobě důlního zařízení

Moravská společnost Ferrit, s. r. o., se za 25 let působení v těžařském průmyslu stala světovou firmou v projektování a výrobě důlní závěsné dopravy. Zároveň je průkopníkem v oblasti vývoje a výroby důlních akumulátorových lokomotiv a jako jediná na světě vyrábí speciální lokomotivu, tzv. lokobagr, pro údržbu a čištění kolejové tratě a prostoru kolem kolejiště v hlubinných šachtách. Jejich stroje pracují v uhelných a rudných dolech napříč všemi kontinenty.

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