Kuidas laserkeevituse tugevus võrdub TIG-keevitusega erinevatel metallidel

Keevitatud liite tugevus ei ole seotud ainult keevitusmeetodi valikuga, vaid avaldab olulist mõju ka keevitatavale metallile. Erinevad metallid reageerivad kuumusele, jahutuskiirusele, peegeldusvõimele ja gaasikaitsele erinevalt. Seetõttu ei ole laserkeevituse ja TIG-keevituse mõju erinevatele materjalidele täpselt sama.

See juhend annab laserkeevituse ja TIG-keevituse üksikasjaliku võrdluse erinevate metallitüüpide põhjal . Kui soovite valida konkreetse metalli jaoks tugevama ja sobivama keevitusmeetodi, aitab see artikkel teil teha täpsema otsuse.

Kuidas erinevad metallid mõjutavad keevisõmbluse tugevust

Enne erinevate keevitustehnikate võrdlemist on oluline kõigepealt mõista põhjuseid, miks metallid reageerivad erinevalt:

• Soojusjuhtivus mõjutab seda, kui kiiresti soojus hajub
  
• Sulamistemperatuur mõjutab energiavajadust
  
• Peegeldusvõime mõjutab energia neeldumist (eriti laserkeevitamisel)
  
• Sulami koostis mõjutab rabedust ja mikrostruktuuri
  
• Oksüdatsioonitundlikkus mõjutab kaitsegaasi nõudeid

Need tegurid määravad, kas teatud metall sobib laserkeevitamiseks paremini või on tugevama vuugi saavutamiseks vaja argoonkaarkeevitust.

Roostevaba teras – laserkeevitus pakub õhukeste profiilide puhul suuremat tugevust

Roostevabal terasel on mõõdukas soojusjuhtivus ja suurepärane laserkiire neeldumine, kuid keevitustugevust mõjutab ka roostevaba terase kaitsegaas.

Laserkeevitustugevus roostevabast terasest

• Sügav tungimine ja kitsad õmblused
  
• Väga väike kuumusest mõjutatud tsoon
  
• Säilitab korrosioonikindluse, kui see on korralikult kaitstud
  
• Ideaalne õhukeste roostevabast terasest lehtede jaoks
  
• Loob tugevad ühendused minimaalse moonutusega

Roostevaba terase keevitamisel paksusega alla 3 mm saavutatakse laserkeevitusega tavaliselt suurem tõmbetugevus võrreldes argoonkaarkeevitusega.

TIG-keevitustugevus roostevabal terasel

• Tekitab tugevad ja painduvad keevisõmblused
  
• Parem sobivustaluvus
  
• Toimib hästi paksemate roostevabast terasest sektsioonide puhul
  
• Andestavam remondi ja eritellimustööde puhul

Tugevuse otsus

✔ Õhuke roostevaba teras (≤3 mm): Laserkeevitus on tugevam.

✔ Paksem roostevaba teras: TIG-keevitus võib tekitada tugevamaid ja painduvamaid ühendusi.

Laserkeevitus toimib väga hästi õhukese roostevaba terase puhul, pakkudes suurt keevisõmbluse tugevust ja minimaalset deformatsiooni. Argoonkaarkeevitus sobib aga paremini paksemate materjalide keevitamiseks. Keevitusmeetodi valik sõltub peamiselt materjali paksusest ja soovitud täpsusest.

Alumiinium – TIG annab sageli usaldusväärsema tugevuse

Alumiiniumi kõrge soojusjuhtivus ja peegelduvus muudavad laserkeevituse keeruliseks ning tugevus võib keevituskiiruse reguleerimisest olenevalt oluliselt erineda.

Laserkeevitustugevus alumiiniumil

• Väga kiire, suure energiatarbega protsess
  
• Sügavale tungimine on võimalik suure võimsusega
  
• Kuid poorsuse suhtes altid
  
• Tundlik oksüdatsiooni ja gaasi katmise suhtes
  
• Peegeldusvõime vähendab neeldumisvõimet

TIG-keevitustugevus alumiiniumil

• Parem kontroll lisametalli üle
  
• Tugevad ja painduvad keevisõmblused sobivad konstruktsioonirakendusteks
  
• Õigete parameetritega väiksem poorsuse risk
  
• Toimib hästi laias paksusevahemikus

Tugevuse otsus

✔ Üldised konstruktsioonitööd: TIG on tugevam.

✔ Kiire ja täpne õhuke alumiinium (<2 mm): Laserkeevitus võib olla tugev, kuid nõuab täiuslikku ettevalmistust.

Laserkeevitusega on võimalik luua ka väga tugevaid alumiiniumkeeviseid, kuid see on võimalik ainult siis, kui montaaž on täpne, pind puhas ja düüsi disain sobiv. Dynalaserite nutikad käeshoitavad laserkeevitusseadmed suudavad neid toiminguid teha suure tõhususega.

Süsinikteras – mõlemad meetodid on tugevad, kuid laseril on õhukeste sektsioonide puhul eelis

Süsinikterasel on laserkiirte suhtes väga hea neeldumisvõime, seega saab seda hästi keevitada nii laserkeevituse kui ka argoonkaarkeevituse abil.

Laserkeevitustugevus süsinikterasel

• Kõrge läbitungivus kitsaste õmblustega
  
• Väga madal moonutus
  
• Tugev jõudlus õhukestel lehtedel
  
• Kiire ja korduvkasutatav
  
• Oksüdeerumise vältimiseks on vaja head kaitset

TIG-keevitustugevus süsinikterasel

• Tugevad ja painduvad keevisõmblused konstruktsioonirakendusteks
  
• Sobib hästi paksu süsinikterase jaoks
  
• Hea täiteaine kontroll
  
• Mitte nii kiire kui laserkeevitus

Tugevuse otsus

✔ Õhuke süsinikteras (<3 mm): Laserkeevitus on tugevam.

✔ Paks süsinikteras (>4 mm): TIG-keevitus pakub tavaliselt paremat liite vastupidavust.

Nii laser- kui ka TIG-keevitus loovad süsinikterasele tugevad liited, kuid laserkeevitus toimib õhukeste profiilide puhul paremini tänu suuremale läbitungimistõhususele ja väikesele moonutusele. Paksema süsinikterase puhul tagab TIG-keevitus üldiselt suurema vastupidavuse ja venivuse.

Vask – laserkeevitus pakub ülimat tugevust

Vasel on äärmiselt kõrge soojusjuhtivus, seega on vase keevitamine argoonkaarkeevitusega üsna keeruline.

Laserkeevitustugevus vasel

• Annab kontsentreeritud, suure tihedusega energiat
  
• Suudab tõhusalt vaske tungida
  
• Loob tugevad ja ühtlased keevisõmblused
  
• Minimaalne soojuslevi
  
• Sobib akuklemmide, siinide ja elektroonika jaoks

TIG-keevitustugevus vasel

• Nõuab kõrget oskuste taset
  
• Vajalik suur soojusvõimsus
  
• Moonutustele kalduv
  
• Järjepideva läbitungimise saavutamine on keeruline

Tugevuse otsus

✔ Vask: Laserkeevitus on oluliselt tugevam ja praktilisem.

Laserkeevitus suudab koondada piisavalt energiat, et kompenseerida vase kõrget soojusjuhtivust, muutes seeläbi tugeva ja stabiilse keevisliite moodustamise lihtsamaks. Argoonkaarkeevitusega saab samuti vaske keevitada, kuid see nõuab palju kuumust ja kõrgemat tehnilist oskusteavet.

Messing – laserkeevitus tagab puhtamad ja tugevamad ühendused

Vask sisaldab tsinki ja tsink aurustub kõrgel temperatuuril eriti kergesti. Seega, kui soovite keevisõmblust tugevaks ja keevisõmblust siledaks, tuleb temperatuuri korralikult kontrollida.

Laserkeevitustugevus messingil

• Minimaalne soojusjuhtivus vähendab tsingi aurustumist
  
• Tugevam mikrostruktuur
  
• Puhtamad ja ühtlasemad keevisõmblused

TIG-keevitustugevus messingil

• Kõrge kuumus põhjustab tsingi põlemist
  
• Nõrgem keevisõmbluse tugevus
  
• Rohkem poorsust ja saastumist

Tugevuse otsus

✔ Messing: Laserkeevitus annab tugevamad ja puhtamad keevisõmblused.

Messingist komponentide keevitamisel, mis nõuavad suurt tugevust, stabiilsust ja kauneid keevisõmblusi, toimib laserkeevitus tavaliselt paremini kui argoonkaarkeevitus.

Titaan – mõlemad tagavad tugeva keevisõmbluse, laser tagab parema järjepidevuse

Titaan on kuumutamisel väga reaktiivne, seega sõltub keevituse kvaliteet täpsest juhtimisest ja suurepärasest varjestusest. Nii laser- kui ka TIG-keevitusega saab luua tugevaid ühendusi, kuid konsistents erineb olenevalt meetodist ja rakendusest.

Laserkeevitustugevus titaanil

• Stabiilne keevisvann
  
• Tugevad ja puhtad liigesed
  
• Väga kitsas HAZ
  
• Suurepärane korrosioonikindlus
  
• Ideaalne lennundus- ja meditsiinikomponentide jaoks

TIG-keevitustugevus titaanil

• Väga tugevad liigesed
  
• Nõuab täiuslikku varjestust ja kõrget oskust
  
• Suurem HAZ suurendab hapruse ohtu

Tugevuse otsus

✔ Mõlemad on tugevad, kuid laserkeevitus pakub täpseks tööks suuremat järjepidevust.

Laserkeevituse kuummõjutsoon on väiksem ja gaasikaitse stabiilsem, seega on kvaliteetsete keevisõmbluste saavutamine lihtsam. TIG-keevitusega on samuti võimalik saavutada hea tugevus, kuid sellel on kõrgemad käitusnõuded.

Inconeli ja nikli sulamid – laser sageli parem

Nendel kõrgjõudlusega sulamitel on madal soojusjuhtivus ja suur tugevus, mis tähendab, et keevitusprotsess on keerulisem. Keevitamise ajal on keevitusprotsessi edukaks lõpuleviimiseks vaja energiat täpselt kontrollida.

Laserkeevitustugevus

• Sügav, kitsas tungimine
  
• Suurepärane mikrostruktuuriline stabiilsus
  
• Madal moonutus

TIG-keevitustugevus

• Tugevad keevisõmblused, aga aeglasemad
  
• Suurem HAZ
  
• Suurem pragunemise oht

Tugevuse otsus

✔ Laserkeevitus tagab tugevamad ja stabiilsemad keevisõmblused täppisrakenduste jaoks.

Kokkuvõtlik tabel – metallide tugevuste võrdlus

Metal	Tugevam õhukeste sektsioonide jaoks	Tugevam paksude sektsioonide jaoks	märkused
Roostevaba teras	Laser	TIG	Laser on suurepärane alla 3 mm
Alumiinium	Laser (õhuke)	TIG	TIG parem konstruktsiooni töökindlus
Süsinikteras	Laser	TIG	Laser kiirem, TIG painduvam
Copper	Laser	TIG-l pole eelist	Laser selgelt parem
messing	Laser	TIG nõrk	Laser vähendab tsingi aurustumist
titaan	Laser (järjepidev)	Mõlemad tugevad	TIG nõuab väga kõrget oskust
Inconel/nikkel	Laser	TIG	Laser vähendab pragunemise ohtu

Järeldus

Milline keevitusmeetod on tugevam, sõltub peamiselt metalli tüübist ja paksusest. Tootjatele, kes soovivad säilitada erinevate materjalide puhul ühtlast keevitustugevust, saab Dynalaserite käeshoitav kiudlaser-keevitusseade muuta keevitusprotsessi ühtlasemaks, väiksema deformatsiooniga ning pakkuda usaldusväärset jõudlust õhukeste materjalide ja täppistöötluse puhul.