Stellen Sie sich eine Welt vor, in der das Schweißen von Metallen so präzise und effizient ist wie das Zeichnen einer Linie mit einem Laserpointer. Das Laserschweißen von Metallen, von Kohlenstoffstahl bis hin zu Titanlegierungen, bietet genau das und zeichnet sich durch unübertroffene Präzision und Festigkeit aus. Dieser Artikel befasst sich mit den Feinheiten des Laserschweißens und geht auf die besonderen Herausforderungen und Lösungen für verschiedene Metalle ein. Am Ende werden Sie verstehen, wie diese fortschrittliche Technik die Fertigung revolutioniert und stärkere, sauberere Schweißnähte in allen Bereichen ermöglicht, von Komponenten für die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Alltagsgeräten.
(1) Wenn das Kohlenstoffäquivalent 0,3% übersteigt, steigen die Herausforderungen beim Schweißen aufgrund des höheren Schwierigkeitsgrades, der erhöhten Kaltrissempfindlichkeit und der erhöhten Sprödbruchneigung des Materials bei Ermüdung und niedrigen Temperaturen. Um diese Herausforderungen zu mindern, können folgende Maßnahmen ergriffen werden:
(2) Das Schweißen von kohlenstoffreichen und kohlenstoffarmen Werkstoffen kann durch Offset-Schweißen erleichtert werden, was die Umwandlung von Martensit und verringert die Bildung von Rissen.
(3) Die Laserschweißen Die Leistung von beruhigtem Stahl und halbberuhigtem Stahl ist besser, weil vor dem Gießen Desoxidationsmittel wie Silizium und Aluminium zugesetzt werden, die den Sauerstoffgehalt im Stahl auf ein sehr niedriges Niveau reduzieren.
(4) Stahl mit einem Schwefel- und Phosphorgehalt von mehr als 0,04% ist anfällig für thermische Risse beim Laserschweißen.
(5) Das Laserschweißen wird im Allgemeinen nicht für verzinkten Stahl mit überlappenden Strukturen empfohlen.
(1) Nichtrostender Stahl hat eine ausgezeichnete Laserschweißleistung.
(2) Im Vergleich zu Kohlenstoffstahl hat austenitischer rostfreier Stahl eine geringere Wärmeleitfähigkeit, die nur 1/3 derjenigen von Kohlenstoffstahl beträgt. Allerdings hat er eine etwas höhere Absorptionsrate. Dies führt beim Laserschweißen zu einem etwas tieferen Eindringen (um etwa 5% bis 10%) als bei gewöhnlichem Kohlenstoffstahl.
(3) Beim Laserschweißen von rostfreiem Cr-Ni-Stahl hat das Material eine hohe Energieaufnahme und ein effizientes Schmelzen.
(4) Ferritischer nichtrostender Stahl weist beim Laserschweißen eine bessere Plastizität und Zähigkeit der Schweißnaht auf als andere Schweißverfahren.
(5) Laserschweißen von rostfreiem Stahl wird in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise beim Schweißen von Edelstahlrohren und Kernbrennstoffpaketen in Kernkraftwerken sowie in der chemischen Industrie.
Tiefes Einschweißen ist eine häufig verwendete Technik beim Laserschweißen von Aluminiumlegierungen. Die größten Herausforderungen bei diesem Verfahren sind das hohe Reflexionsvermögen der Aluminiumlegierung für den Laserstrahl und ihre hohe Wärmeleitfähigkeit.
Ein Problem, das sich während der Laserschweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen ist der starke Anstieg der Löslichkeit von Wasserstoff im Material bei steigender Temperatur, was zur Bildung von Poren in der Schweißnaht führt.
Beim Tiefschweißen besteht außerdem die Gefahr von Hohlräumen in der Wurzel und einer schlechten Ausbildung der Schweißraupe.
Beim Laserschweißen von Aluminium und Aluminiumlegierungen gibt es drei wesentliche Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt: Porosität, thermische Rissbildung und erhebliche Unregelmäßigkeiten in der Schweißnaht.
Das hohe Reflexionsvermögen von Aluminiumlegierungen macht das Laserschweißen zu einer großen Herausforderung. Um dies zu überwinden, muss ein Hochleistungslaser verwendet werden.
Titan-Legierung ist ein hervorragender Konstruktionswerkstoff mit bemerkenswerter spezifischer Festigkeit, guter Duktilität und Zähigkeit sowie außergewöhnlicher Korrosionsbeständigkeit.
Titan hat jedoch sehr reaktive chemische Eigenschaften und ist sehr anfällig für Oxidation.
Darüber hinaus ist Titan auch äußerst empfindlich gegenüber Spaltversprödung, die durch die Anwesenheit von Sauerstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff- und Kohlenstoffatomen verursacht wird.
Daher ist es wichtig, bei Schweiß- und Verarbeitungsprozessen auf die Reinigung der Verbindungen und einen angemessenen Schutz gegen Gase zu achten.
Beim Laserschweißen können alle Arten von Superlegierungen geschweißt werden, auch solche mit hohem Al- und Ti-Gehalt, die mit anderen Schweißverfahren schwer zu schweißen sind. Lichtbogenschweißenwas zu qualitativ hochwertigen Verbindungen führt.
Für das Schweißen von Superlegierungen werden in der Regel Pulslaser oder CO2-Dauerlaser mit einer Leistung von 1 bis 50 kW eingesetzt.
Es wird empfohlen, Helium oder ein Gemisch aus Helium und einer kleinen Menge Wasserstoff als Treibstoff zu verwenden. Schutzgas beim Laserschweißen von Superlegierungen.
Das Laserschweißen kann unter bestimmten Bedingungen zum Verbinden unterschiedlicher Metalle wie Kupfer-Nickel, Nickel-Titan, Titan-Aluminium und kohlenstoffarmer Stahl-Kupfer eingesetzt werden.
Neben Metallen kann das Laserschweißen auch zum Schweißen von Keramik, Glas, Verbundwerkstoffen und vielem mehr verwendet werden.
Beim Schweißen von Keramik ist ein Vorwärmen erforderlich, um Rissbildung zu vermeiden. Die empfohlene Vorwärmtemperatur beträgt 1500°C und das Schweißen wird an Luft durchgeführt.
Für das Laserschweißen von Keramik wird in der Regel eine langbrennweitige Fokussierlinse verwendet, und auch das Füllen mit einem Schweißdraht kann zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit durchgeführt werden.
Beim Schweißen von Verbundwerkstoffen mit Metallmatrix können sich jedoch leicht spröde Phasen bilden, die zu Rissen und einer geringeren Verbindungsfestigkeit führen.
Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.
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