В областта на съвременното индустриално производство технологията за заваряване, като решаващ процес за присъединяване към материали, играе решителна роля в качеството на продукта и ефективността на производството. Метален инертен газ (MIG) заваряване и лазерно заваряване, като две широко използвани техники за заваряване, всяка от тях има своите уникални предимства и ограничения. Дълбокото разбиране на техните плюсове и минуси помага на предприятията да изберат най -подходящия метод за заваряване според различни изисквания за производство и спецификации на процесите, като по този начин повишават ефективността на производството и качеството на продукта.
I. Основни принципи на MIG заваряване и лазерно заваряване
MIG заваряването е метод за заваряване на дъга. Той използва дъгата, изгаряща между непрекъснато захранвания телесен електрод и детайла като източник на топлина, и използва инертни газове (като аргон) или смесени газове като екраниращ газ, за да предотврати реагирането на метала в зоната на заваряване, като се реагира с кислород, азот и други вещества във въздуха, като по този начин осигурява качеството на привлягане. По време на процеса на заваряване, теленият електрод непрекъснато се разтопява и запълва заваръчната става, образувайки силен заваръчен шев. Този метод на заваряване е сравнително гъвкав в експлоатация. Чрез регулиране на параметрите като заваръчен ток, напрежение и дебит на газ, той може да се адаптира към заваряването на детайлите с различни дебелини и материали.
Лазерното заваряване, от друга страна, използва лазерен лъч с висока енергийна плътност като източник на топлина, причинявайки материала да се стопи и изпарява мигновено, за да образува заваръчна фуга. Лазерният лъч може да бъде точно фокусиран чрез оптична система, с силно концентрирана енергия, което позволява бързо заваряване. Според режима на лазерния изход и процеса на заваряване, лазерното заваряване може да бъде разделено на импулсно лазерно заваряване, непрекъснато лазерно заваряване и други видове. Високата енергийна плътност на лазера прави процеса на заваряване безконтакт, с малка зона, засегната от топлина, което позволява прецизно заваряване.
II. Предимства на MIG заваряване
(1) Добра адаптивност
MIG заваряването има силна адаптивност към заваръчните позиции и формите на детайла. Независимо дали става въпрос за плоско заваряване, вертикално заваряване, хоризонтално заваряване или надземно заваряване, MIG заваряване може да изпълни добре задачата за заваряване. За някои детайли със сложни и неправилни форми заварките могат да постигнат висококачествено заваряване чрез гъвкаво регулиране на ъгъла и позицията на заваръчната факла. Например, при производството на автомобилни части, за компоненти със сложни извити повърхности, MIG заваряване може да се извършва ръчно или от роботи, за да се завърши успешно работата по заваряване.
(2) Контролируем метал за пълнене
По време на процеса на заваряване на MIG, теленият електрод служи като метален пълнител и съставът му може да бъде избран според изискванията за заваряване. Избирайки телени електроди с различни състави, механичните свойства и химичен състав на заваръчния метал могат да бъдат регулирани, за да отговарят на различните употреби
изисквания.
Например, когато заваряват стомана с висока якост, телените електроди с по-високо съдържание на сплав могат да бъдат избрани за подобряване на здравината и здравината на заваръчния шев. При заваряване на цветни метали, има и съответстващи специални телени електроди, за да се гарантира качеството на заваръчната фуга.
(3) сравнително ниски разходи за оборудване
В сравнение с лазерното заваръчно оборудване, цената на заваръчното оборудване на MIG е по -ниска. MIG заваръчно оборудване включва главно източник на заваръчна енергия, телена захранване, заваръчна факла, система за подаване на газ и др. Неговата структура е сравнително проста, а разходите за производство и поддръжка не са високи. Това прави MIG заваряването широко използвано в малки и средни предприятия, които са чувствителни към разходите. В допълнение, работата и поддръжката на MIG заваръчно оборудване са сравнително лесни. Обикновените заварчици могат да овладеят уменията за операция с умения след определено количество обучение.
Iii. Недостатъци на MIG заваряване
(1) Ниска ефективност на заваряване
Скоростта на заваряване на MIG заваряване е сравнително бавна. Особено при заваряване на дебели детайли, многослойни и много пропаст заваряване, което води до значително увеличаване на времето за заваряване. Това е така, защото MIG заваряването разчита на топлината на дъгата, за да разтопи теления електрод и детайла, със сравнително ниска енергийна плътност и ограничена скорост на отлагане. При мащабно производство ниската ефективност на заваряване може да повлияе на производствения график и да увеличи производствените разходи.
(2) Голяма зона, засегната от топлина
Поради сравнително широкото разпределение на дъговата топлина при MIG заваряване, голяма площ от метала около шева за заваряване се нагрява и охлажда по време на процеса на заваряване, което води до голяма зона, засегната от топлина. Голяма зона, засегната от топлина, може да причини промени в структурата и свойствата на заваръчната става, като груби зърна и намалена твърдост, като по този начин се отрази на механичните свойства и експлоатационния живот на заваръчната става. Особено за някои чувствителни към топлина материали, като алуминиеви сплави и неръждаеми стомани, неблагоприятните ефекти на зоната, засегната от топлина, са по-очевидни.
(3) Голяма деформация на заваряването
По време на процеса на заваряване на MIG, поради големия вход на топлина, детайлът е предразположен към деформация след заваряване. Деформацията на заваряването не само влияе върху точността на размерите и качеството на външния вид на детайла, но може също така да изисква допълнителни последващи процеси на изправяне, като допълнително увеличава производствените разходи и производствените цикли. За детайлите с високи изисквания за точност, проблемът с деформацията, причинен от MIG заваряване, може да се превърне в важен фактор, ограничаващ приложението му.
IV. Предимства на лазерното заваряване
(1) Висока скорост и ефективност на заваряване
Енергийната плътност на лазерното заваряване е изключително висока, което позволява на материала да се стопи и изпари за изключително кратко време, така че скоростта на заваряване е много бърза. В сравнение с MIG заваряване, скоростта на заваряване на лазерно заваряване може да се увеличи няколко пъти или дори десетки пъти. При мащабно производство предимството на високоефективността на лазерното заваряване може значително да подобри ефективността на производството и да намали производствените разходи. Например, в индустрията за автомобилно производство, лазерното заваряване се използва широко за заваряване на тялото, като значително скъсява производствения цикъл на автомобилите.
(2) Малка зона и деформация, засегната от топлина
Поради силно концентрираната енергия на лазерния лъч, само материалът на заваръчния шев бързо се нагрява и охлажда по време на процеса на заваряване, което води до много малка зона, засегната от топлина около шева за заваряване. Малка зона, засегната от топлина, причинява минимални промени в структурата и свойствата на заваръчната става, което позволява да поддържа оригиналните механични и физични свойства на материала. В същото време малката зона, засегната от топлина, също води до минимална деформация на заваряването. За детайли с високи изисквания за точност, лазерното заваряване може да отговаря на техните изисквания за точност на размерите и да намали последващите процеси на изправяне.
(3) високо качество на заваряване
Лазерното заваряване може да постигне висококачествени заваръчни фуги с гладки и плоски заваръчни повърхности и няколко вътрешни дефекти. Тъй като няма консумация и замърсяване на електродите по време на лазерно заваряване, а ефектът на екраниране е добър, той може ефективно да избегне появата на заваръчни дефекти като пори и шлакови включвания. В допълнение, лазерното заваряване може също да постигне заваряване с дълбоко проникване, с голямо съотношение дълбочина към ширина на заваръчния шев, като гарантира здравината и надеждността на заваръчната става. Лазерното заваряване се използва широко в полета с изключително високи изисквания за качество на заваряване, като аерокосмическото пространство и електрониката.
V. Недостатъци на лазерното заваряване
(1) Висока цена на оборудването
Лазерното заваръчно оборудване включва главно лазерен генератор, оптична система за фокусиране, система за управление и др. С високо техническо съдържание и сложни производствени процеси цената на оборудването е изключително скъпа. В допълнение, разходите за поддръжка на лазерно заваръчно оборудване също са високи, изискващи професионални техници за поддръжка и поддръжка, увеличаване на оперативните разходи на предприятията. Това прави първоначалната инвестиция в оборудването за лазерно заваряване сравнително голяма, което е трудно за някои предприятия с ограничени финансови ресурси да се позволят.
(2) Високи изисквания за точност на сглобяване на детайла
Диаметърът на петна на лазерния лъч е много малък, а енергията е концентрирана в много малка площ, така че изискванията за точността на сглобяване на детайлите са изключително високи. Ако грешката на сглобяването на детайла е голяма, това може да доведе до не успява да действа точно върху заваръчния шев, като по този начин се отрази на качеството на заваряване или дори прави невъзможно завършването на заваряването. В действителното производство, за да се гарантира качеството на лазерното заваряване, трябва да се използват високоточни тела за сглобяване и инспекционното оборудване, увеличавайки разходите и времето за подготовка на производството.
(3) Ограничена адаптивност към материалите
Въпреки че лазерното заваряване може да заварява различни материали, той все още е изправен пред определени трудности при заваряване на някои материали с висока отразяваща способност, като мед и алуминий. Тези материали имат висока отразяваща способност към лазера, което води до ниска абсорбция на лазерна енергия, което затруднява постигането на ефективно топене и заваряване по време на процеса на заваряване. В допълнение, когато заваряват различни материали, лазерното заваряване може също да доведе до заваряване на дефекти поради големите разлики във физическите и химичните свойства на материалите, влияещи върху работата на заваръчната става.
Vi. Заключение
Както MIG заваряването, така и лазерното заваряване имат свои предимства и недостатъци. В практическите приложения предприятията трябва да разглеждат цялостно фактори като специфични изисквания за производство, характеристики на продукта и бюджети за разходи, за да изберат подходящия метод за заваряване. MIG заваряването е подходящо за случаи, при които разходите за оборудване са проблем, положението на заваряване и формата на детайла са сложни, а изискването за скорост на заваряване не е голямо.
От друга страна, лазерното заваряване е по-подходящо за мащабно производство, полета с високи изисквания за качество и точност на заваряване и ситуации, при които строгите изисквания се налагат върху зоната и деформацията, засегната от топлина. С непрекъснатото развитие на технологията за заваряване, в бъдеще, MIG заваряване и лазерно заваряване могат да се интегрират помежду си, като допълват техните предимства и предоставят повече иновации и възможности за развитие на индустриалното производство.
-- Rayther Laser Jack Sun --