Lasersko varjenjein MIG (varjenje z inertnim plinom) sta dva široko uporabljena industrijska postopka varjenja. Toda, ko gre za trdnost zvara, kateri postopek zagotavlja močnejše in robustnejše spoje? V tem blogu o podrobni primerjavi bomo preučili ključne dejavnike, ki določajo trdnost zvara pri laserskem varjenju v primerjavi z MIG, da bi bolje razumeli prednosti in omejitve vsakega postopka.
1. Kako se določi trdnost zvara
Glavni dejavniki, ki določajo trdnost zvarnega spoja, so preboj zvara, metalurgija v območju zvara, učinki vnosa toplote in profil zvara. Globlje prodiranje običajno ustvari močnejši spoj celotne debeline. Metalurške spremembe in mikrostruktura v območju zvara vplivajo na duktilnost in nosilnost. Zmanjšanje vnosa toplote zmanjša popačenje, kar optimizira trdnost zvara. Zvari brez napak s pravilnim konturnim profilom imajo večjo trdnost kot neravni, porozni zvari.
2. Zmogljivosti laserskega varjenja
Izjemno visoka energijska gostota fokusiranega laserskega žarka omogoča zvare z globokim prebojem, tudi na odbojnih ali debelih kovinah. Laserski zvari s polno penetracijo so možni v enem prehodu za tanjše materiale do debeline 1⁄4 palca. Z laserskim varjenjem lahko dosežete do 0.5-palcev globino preboja v nerjavno jeklo v enem prehodu. Laserska energija se v celoti absorbira in ustvari ozek profil zvara z visoko penetracijo. Pomanjkanje dodajne kovine prav tako poveča penetracijo zvarov z laserskim žarkom.
3. Zmogljivosti preboja MIG varjenja
MIG varjenje uporablja nižji vnos toplote in običajno doseže manjšo penetracijo v primerjavi z laserjem v enem prehodu. Za jeklo, manjše od 1⁄4 palca, MIG običajno zagotavlja zadostno penetracijo spoja. Toda debelejše kovine bodo zahtevale več zvarnih prehodov ali posebne tehnike, kot je visokotokovni pulzni MIG, da se dosežejo zvari s popolno penetracijo. Sestava zlitine polnilne žice vpliva tudi na preboj MIG zvara. Na splošno ima lasersko varjenje večjo globino penetracije kot MIG.
4. Toplotno prizadeto območje in metalurgija
Koncentriran dovod toplote laserjev ima za posledico zelo ozko toplotno prizadeto območje okoli varjenega območja. Manjši HAZ pomeni manj metalurških sprememb v osnovni kovini, ki bi lahko oslabile zvar. Visoke stopnje strjevanja z laserskim varjenjem ustvarjajo tudi bolj drobnozrnate mikrostrukture. To ustvarja odlično trdnost in duktilnost v varjenem območju.
MIG varjenje ima širšo HAZ z večjimi metalurškimi spremembami, ki lahko potencialno oslabijo območje v bližini zvarov. Dodatna kovina MIG se mora ujemati z osnovnim materialom, da se optimizirajo lastnosti. Na splošno imajo laserski zvari boljšo mikrostrukturo in manjše učinke HAZ za največjo trdnost spoja.
5. Učinki vnosa toplote na trdnost zvara
Zelo fokusiran laserski žarek sam po sebi zmanjša vnos toplote, kar zmanjša toplotna popačenja in upogibanje. Manjši dovod toplote povzroči bolj ploščate in gladke zvarne kroglice. To omogoča lasersko varjenje, da doseže večjo trdnost zvara z zmanjšanjem preostalih napetosti in razpok.
Večje območje toplotnega vpliva varjenja MIG ustvarja povečano tveganje za popačenje in kopičenje preostale napetosti. Vendar pa napredne impulzne tehnike MIG pomagajo zmanjšati vnos toplote v primerjavi s tradicionalnim varjenjem MIG. Z optimiziranimi postopki lahko MIG doseže tudi zvare brez napak, potrebne za popolno trdnost zvara.
Primerjava zvarnih napak
Lasersko varjenje je manj dovzetno za napake, kot so poroznost, spodrezovanje in brizganje, ki ogrožajo trdnost zvara. Odsotnost dodajne kovine onemogoča varjenje poroznosti kovine z varjenjem z laserskim žarkom. Spodrezi so tudi manj verjetni z laserskim natančnim žarkom, ki zagotavlja čistejši profil zvara. Minimalni vnos toplote in uparjanje zmanjšata brizganje.
Pri varjenju MIG pride do več napak zvara zaradi večje izpostavljenosti kontaminaciji. Poroznost zaščitnega plina in nepravilno ravnanje z žico lahko povzročita napake pri varjenju MIG. Toda s pravilno montažo spoja in tehniko MIG proizvaja tudi dobre zvare brez napak. Na splošno hitrejši postopek laserskega varjenja zmanjša napake, vendar lahko MIG doseže kakovost laserja z ustreznimi postopki varjenja.
Dejavniki skupne zasnove in dostopnosti
Za kotne zvare na tanjših profilih in sočelne spoje do debeline 1⁄4 palca lahko tako MIG kot laser s pravilnimi postopki izdelata zvare polne trdnosti. Toda pri debelejših odsekih zagotavlja globlja penetracija laserja večjo moč. Lasersko varjenje ima prednosti pred varjenjem MIG za zvare z omejeno dostopnostjo, kar omogoča večjo prilagodljivost pri oblikovanju spojev.
6. Stroškovni dejavniki, ki vplivajo na uporabo
Oprema za lasersko varjenje ima zelo visoke začetne kapitalske stroške, kar omejuje izvedljivost za nekatere industrijske nastavitve. Sistemi MIG so razmeroma ekonomični. Toda za nekatere kritične komponente prednosti laserske moči upravičujejo stroške. Krajši čas cikla in višja doslednost postopka zagotavljata prednosti produktivnosti laserskega varjenja, ki izravnajo operativne stroške.
Če povzamemo, tako MIG kot lasersko varjenje lahko ob pravilni izvedbi ustvarita zvare s popolnim prebojem spoja, ki izpolnjuje zahteve glede trdnosti. Toda lasersko varjenje ponuja prednosti pri preboju zvara, manjši HAZ, manjših napakah in prilagodljivosti oblikovanja. To omogoča lasersko varjenje za zagotavljanje močnejših zvarov na debelejših materialih, pri višjih hitrostih in na območjih z omejenim dostopom. Vendar pa so visoki stroški opreme za lasersko varjenje omejevalni dejavnik, zaradi katerega je MIG prevladujoča izbira za splošno industrijsko uporabo. Toda za kritične aplikacije, kjer sta kakovost in trdnost zvara najpomembnejši, lasersko varjenje izstopa kot vrhunski postopek.
Guosheng je strokovno in zelo ugledno podjetje za proizvodnjo opreme z obsežnim naborom tehničnih virov, močnimi zmogljivostmi raziskav in razvoja ter naprednimi proizvodnimi tehnologijami. Naša laserska varilna oprema je stroškovno učinkovita in se prodaja doma in v tujini. Če vas naši izdelki zanimajo, nas kontaktirajte nabob@gshenglaser.com.