Ласерско заваривањеизобличење је уобичајен проблем када се за топљење метала користи изузетно висока топлота. Научите како да минимизирате изобличење завара и савете како да то поправите када се то догоди.
Ласерско заваривањеје моћна технологија која користи топлоту генерисану ласерском технологијом за спајање два материјала (као што су челичне плоче). Заваривање се суочава са изазовом изобличења завара због природне реакције метала на екстремну топлоту. Ово је деформација која угрожава интегритет растопљеног метала. На срећу, постоје начини да се минимизира изобличење применом параметара процеса заваривања.
У овом чланку ћемо се фокусирати на то шта је изобличење заваривања, шта га узрокује и како минимизирати његове ефекте. Такође ћете пронаћи ефикасне савете који ће вам помоћи да решите последице изобличења заваривања.
Шта јеласерско заваривањедеформација?
Деформација или деформација завара подразумева промене облика и величине металне конструкције. Ово је природни ефекат заваривања. Када су металиласерски заварени, изложени су екстремно високој топлоти која доводи до њиховог топљења. Ово узрокује ширење материјала.
Како се растопљени метал хлади на собну температуру, он се учвршћује и почиње да се скупља. Ово је резидуални стрес. Ако је загревање локализовано, а остатак металне површине није загрејан, неће се ширити или скупљати на исти начин. Ово узрокује изобличење.
Материјали који се лако деформишу након заваривања
Да бисте утврдили зашто је материјал подложан изобличењу заваривања, морате разумети својства која утичу на изобличење. Неки материјали су подложнији деформацијама због физичких и механичких својстава.
1. Физичка својства су мере топлотног ширења и топлотне проводљивости.
Топлотно ширење је кретање метала јер се шири када се загрева и скупља када се хлади. Ако постоји висок коефицијент, материјал се лакше шири и скупља – па ће се више увијати.
Топлотна проводљивост, с друге стране, мери проток топлоте дуж материјала. Висока топлотна проводљивост брже расипа топлоту. Пошто присуство топлоте може учинити да се материјали лако деформишу, ниска проводљивост повећава могућност деформације током заваривања.
2. У погледу механичких својстава, потребно је узети у обзир два фактора, границу течења и модул еластичности.
Граница течења се односи на то колики притисак материјал може да издржи као одговор на спољне силе. Због тога, материјали са већим границама течења имају веће заостале напоне и самим тим се лакше деформишу.
Модул еластичности се односи на способност материјала да се шири и скупља. Већи модул еластичности значи да материјал има већу способност отпорности на деформације.
Узимајући ове особине у обзир, можете претпоставити да ако материјал има већи коефицијент топлотног ширења, нижу топлотну проводљивост, већу границу течења и мањи модул еластичности
Материјали који се лако деформишу након заваривања
Упоређујући нерђајући челик са угљеничним челиком, можете претпоставити да је први подложнији деформацијама јер има већу границу течења и коефицијент топлотног ширења, као и нижу топлотну проводљивост.
Између алуминијума и бакра, први је склон деформацијама јер има већи коефицијент термичке експанзије и нижу топлотну проводљивост.
Врсте и узроциласерско заваривањедеформација
Спроведено је неколико студија како би се идентификовали прави узроци деформације након процеса ласерског заваривања. Према студији, 3 фактора значајно утичу на принос ласерског заваривања: материјал, процес и геометрија.
на пример,ласерско заваривањедеформише јер се параметри заваривања наноси на површину метала на различите начине. Брзина заваривања, струја, угао итд. биће концентрисани на делове који се заварују. Када се удаљите од подручја заваривања, топлота се постепено смањује, а термички ефекти као што је ширење метала се такође смањују.
Стога се може са сигурношћу претпоставити да ће експанзија варирати у зависности од интензитета топлоте коју прими метал. У датом примеру, заварени део се највише шири јер прима највише топлоте од ласерског извора.
Када се процес заваривања заврши, метал ће почети да се хлади и скупља. Метал ће наставити да се смањује за исту количину како се шири. Ово се зове резидуални стрес.
Ако је напон већи од границе течења основног материјала, могу се појавити две врсте напрезања.
Напрезање на притисак се јавља у области око ивице основног метала.
Затезни напон Ово се дешава када се контракцији загрејаног метала опире остатак површине метала (незагрејана површина).
Да бисте ово боље разумели, најбоље је размотрити различите начине на које може доћи до деформације када се заваривање заврши.
1. Уздужна деформација
Као што назив говори, ова деформација се јавља дуж дужине материјала који се завари. Како се хлади, завар и подручје око њега се скупљају. Као резултат, радни предмет ће постати краћи. Ово узрокује да спољне ивице изгледају дуже, а средњи део да изгледа лучно.
Нарочито ако радни предмет није правилно фиксиран, деформација ће бити максимална.
2. Бочна дисторзија
Ова врста изобличења настаје када се ивице метала повуку једна према другој. Ова деформација је узрокована скупљањем које премашује експанзију до које је дошло током ласерског заваривања.
3. Изобличење угла
Изобличење угла настаје када се угао металне плоче промени услед скупљања након што је задатак заваривања завршен. Ивице лима се на једној страни повлаче једна према другој, због чега материјал изгледа закривљен.
Ако завар спаја метал под вертикалним углом, вертикални метал неће изгледати равно, већ закривљено.
4. Комплексно изобличење
Овај тип је комбинација преокрета о којима смо раније говорили. Изгледа као да се извија, савија или савија. То су различите врсте савијања и деформација које могу угрозити интегритет завареног материјала. Без обзира колико је метал јак, ако ласерско заваривање доведе до његовог деформисања, завар ће пропасти.
10 начина да минимизирате изобличење завара
Иако је изобличење неизбежно, то не значи да ништа не можете учинити да га минимизирате. Као што постоје различите врсте деформација, постоје и различити начини да се спречи деформисање нерђајућег челика и других метала. Ово нема никакве везе са снагом изабраног челика. Оно што је важније је шта радите пре, током и после заваривања.
Ево 10 различитих идеја за заваривање које можете користити.
1. Избегавајте прекомерно заваривање
Заваривање великих површина повећава скупљање које се јавља. Због тога би требало да планирате свој процес ласерског заваривања, посебно када треба да радите на огромним површинама. Подешавање димензија површине минимизира изобличење заваривања и заостала напрезања, чиме се избегава губитак метала и времена.
2. Користите повремено заваривање
Ово је техника која оставља простор између завара. Уместо непрекидног заваривања, заварићете један инч, а затим оставити простора за незаварени метал пре него што направите други завар. Ово може ефикасно смањити деформацију након завршетка заваривања.
3. Смањите број трансфера
Други начин да се избегне изобличење је да се ограничи број пролаза у процесу заваривања. Уверите се да је једно време довољно да бисте избегли деформацију. Можете покушати да извршите један велики пролаз заваривања уместо неколико малих пролаза заваривања. Према ТВИ, већи појединачни завар производи мање угаоне деформације од вара формираног вишеструким малим пролазима
4. Размотрите локацију заваривања
Локација заваривања је такође важна. У идеалном случају, требало би да поставите завар близу централне или неутралне осе материјала. Ово ће минимизирати изобличење када ласерски завар почне да се скупља јер ће бити мање полуге док силе скупљања покушавају да се помере из поравнања.
5. Испробајте технику заваривања уназад
Заваривање уназад је техника у којој је правац заваривања с лева на десно, али се сегменти заварених зрна полажу с десна на лево. Ово ће проширити ивице на којима су постављени сегменти перли да би се привремено одвојио лим.
Када је кретање с лева на десно завршено, наставак перли ће довести до смањења ширења како се процес заврши. Ово је ефикасан начин да се минимизира изобличење.
6. Претходно подешени делови за заваривање
Ово ће укључивати нека тестирања како би се осигурало минимално изобличење када се заваривање заврши. Одредите претходно подешавање потребно за претходно заваривање како бисте могли да процените скупљање које ћете доживети. Ово ће вам омогућити да извршите подешавања како бисте смањили скупљање и изобличење.
7. Направите редослед заваривања
Немојте користити само праву линију за заваривање делова. Направите планирану секвенцу заваривања која може да спречи скупљање другог дела материјала који се склапа. На основу вашег знања о томе како се метал скупља, можете креирати секвенцу која балансира реакције како бисте спречили деформацију.
8. Стегните део да бисте га учврстили на месту
Друга опција је да користите шаблон када заварите делове заједно. Ово ће их осигурати и спречити ширење или контракцију да их изобличе. Држите делове на месту док се процес не заврши. Недостатак покрета смањује изобличење.
9. Размотрите ослобађање од термичког стреса
Ово је технологија која контролише загревање и хлађење делова спојених заваривањем. Тада повећавате температуру и контролишете стрес управљања хлађењем тако што ћете га носити док заварите производ.
10. Скратите време заваривања
Такође можете скратити време заваривања да бисте смањили ризик од изобличења. Ово би било изазовно ако бисте ово урадили ручно. Делови које прво заварите ће се охладити пре него што буду готови. Међутим, ако имате механизовану опрему за заваривање, можете смањити време обраде и свести изобличење на минимум.