Laserový svařovací stroj hliníku

Svařování hliníku laserem představuje specifické problémy, zejména tepelné praskání, které může oslabit spoje a ohrozit strukturální integritu. Široký rozsah teplot tuhnutí hliníku, vysoká tepelná vodivost a nízká viskozita ho činí náchylným k horkému praskání (známému také jako praskání při tuhnutí) během rychlého ochlazování. Několik technik však může tuto citlivost snížit a zajistit pevnější a spolehlivější svary.

• Vyberte si správnou hliníkovou slitinu: Ne všechny hliníkové slitiny se svařují stejně dobře. Některé jsou mnohem náchylnější k praskání než jiné.

1. Slitiny řad 5xxx a 6xxx (např. 5052, 6061) obecně vykazují nižší citlivost na tepelné trhliny ve srovnání s vysokopevnostními slitinami řady 2xxx nebo 7xxx.
2. Vyhněte se slitinám s vysokým obsahem mědi nebo zinku, které jsou obzvláště náchylné k praskání.
3. Vyberte přídavný drát kompatibilní se základním materiálem, často s vyšším obsahem křemíku pro snížení křehkosti.

• Používejte vhodný přídavný materiál: Složení přídavného drátu hraje klíčovou roli v odolnosti proti praskání.

1. Přídavné dráty ER4047 (12% Si) a ER4045 (10% Si) se často používají ke snížení vzniku trhlin za tepla díky jejich nižší teplotě tuhnutí a zvýšené tekutosti.
2. Vyšší obsah křemíku snižuje bod tuhnutí svarové lázně, čímž se minimalizuje tvorba trhlin během tuhnutí.

• Řízení přívodu tepla a rychlosti ochlazování: Tepelné praskání je často důsledkem nadměrného smršťovacího napětí v důsledku rychlých teplotních změn.

1. Pro kontrolu tepelného příkonu použijte nejnižší efektivní výkon laseru a vyšší rychlosti pohybu.
2. Pokud to není nutné, vyhněte se předehřívání. Může snížit tvorbu trhlin v některých silných průřezech nebo silně podepřených spojích, ale pokud se s ním správně nezachází, může také zvětšit šířku zóny ovlivněné teplem (HAZ).
3. Udržujte stabilní, mělkou svarovou lázeň, abyste snížili hromadění smršťovacího napětí.

• Návrh a uspořádání spoje: Špatná geometrie spoje nebo nadměrné mezery mohou zvýšit riziko vzniku trhlin.

1. Použijte těsné a konzistentní spojení, abyste zabránili koncentraci napětí.
2. Upřednostňujte typy spojů, jako jsou přeplátované nebo tupé spoje s řádnou přípravou hran, před konfiguracemi, které způsobují nerovnoměrné tepelné namáhání.
3. Během svařování minimalizujte omezení, aby se materiál mohl volněji roztahovat a smršťovat.

• Optimalizace ochranného plynu: Ochranný plyn chrání roztavenou lázeň před oxidací a kontaminací.

1. Argon je standardní ochranný plyn pro hliník a poskytuje vynikající stabilitu oblouku.
2. Hélium nebo směsi argonu a hélia mohou zlepšit penetraci a tekutost, ale mohou také zvýšit příkon tepla, proto by se s nimi mělo zacházet opatrně.

• Ošetření po svařování a odlehčení pnutí: Po svařování zůstává spoj náchylný k zbytkovému pnutí a mikrotrhlinám.

1. Tepelné zpracování po svařování lze použít v kritických aplikacích k úlevě od zbytkového pnutí.
2. V některých případech pomáhá mechanické rovnání nebo broušení povrchu eliminovat viditelné povrchové vady a koncentrace napětí, které by mohly šířit trhliny.

Snížení citlivosti laserově svařovaného hliníku na tepelné trhliny vyžaduje strategickou rovnováhu mezi výběrem materiálu, kompatibilitou s výplní, tepelnou regulací, návrhem spoje a technikou svařování. Řízením těchto faktorů mohou výrobci vytvářet odolné hliníkové svary s minimálním rizikem praskání, a to i v náročných aplikacích.