Lazerinio suvirinimo stiprumas, palyginti su TIG suvirinimu ant skirtingų metalų

Suvirinto sujungimo stiprumas susijęs ne tik su pasirinktu suvirinimo metodu, bet ir daro didelę įtaką suvirinamam metalui. Skirtingi metalai skirtingai reaguoja į šilumą, aušinimo greitį, atspindėjimą ir dujų apsaugą. Todėl lazerinio ir TIG suvirinimo poveikis įvairioms medžiagoms nebus visiškai vienodas.

Šiame vadove pateikiamas išsamus lazerinio ir TIG suvirinimo palyginimas, atsižvelgiant į skirtingus metalų tipus . Jei norite pasirinkti stipresnį ir tinkamesnį suvirinimo būdą konkrečiam metalui, šis straipsnis padės jums priimti tikslesnį sprendimą.

Kaip skirtingi metalai veikia suvirinimo stiprumą

Prieš lyginant skirtingus suvirinimo būdus, pirmiausia svarbu suprasti priežastis, kodėl metalai reaguoja skirtingai:

• Šilumos laidumas turi įtakos šilumos išsiskyrimo greičiui
  
• Lydymosi temperatūra veikia energijos poreikius
  
• Atspindėjimas veikia energijos absorbciją (ypač lazerinio suvirinimo metu)
  
• Lydinio sudėtis veikia trapumą ir mikrostruktūrą
  
• Oksidacijos jautrumas turi įtakos apsauginių dujų poreikiui

Šie veiksniai nulems, ar tam tikras metalas labiau tinka lazeriniam suvirinimui, ar norint gauti tvirtesnę jungtį, būtinas argono lanko suvirinimas.

Nerūdijantis plienas – lazerinis suvirinimas suteikia didesnį tvirtumą ploniems profiliams

Nerūdijantis plienas pasižymi vidutiniu šilumos laidumu ir puikia lazerio absorbcija, tačiau suvirinimo stiprumui taip pat įtakos turi nerūdijančio plieno apsauginės dujos.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant nerūdijančio plieno

• Gilus įsiskverbimas ir siauros siūlės
  
• Labai maža karščio paveikta zona
  
• Tinkamai apsaugotas išlaiko atsparumą korozijai
  
• Idealiai tinka ploniems nerūdijančio plieno lakštams
  
• Sukuria tvirtas jungtis su minimaliu iškraipymu

Virinant nerūdijantį plieną, kurio storis mažesnis nei 3 mm, lazerinis suvirinimas paprastai pasiekia didesnį tempiamąjį stiprį, palyginti su argono lankiniu suvirinimu.

TIG suvirinimo stiprumas ant nerūdijančio plieno

• Sukuria tvirtas, kališkas suvirinimo siūles
  
• Geresnis pritaikymo tolerancija
  
• Gerai veikia su storesnėmis nerūdijančio plieno sekcijomis
  
• Labiau atlaidus remontui ir individualiems darbams

Stiprumo verdiktas

✔ Plonas nerūdijantis plienas (≤3 mm): lazerinis suvirinimas yra stipresnis.

✔ Storesnis nerūdijantis plienas: TIG suvirinimas gali sukurti tvirtesnes, plastiškesnes jungtis.

Lazerinis suvirinimas labai gerai veikia ploną nerūdijantį plieną, pasižymi dideliu suvirinimo stiprumu ir minimalia deformacija. Tuo tarpu argono lanko suvirinimas labiau tinka storesnėms medžiagoms suvirinti. Suvirinimo metodo pasirinkimas daugiausia priklauso nuo medžiagos storio ir norimo tikslumo.

Aliuminis – TIG dažnai užtikrina patikimesnį tvirtumą

Dėl didelio aliuminio šilumos laidumo ir atspindžio koeficiento jį sunku suvirinti lazeriu, o stiprumas gali labai skirtis priklausomai nuo reguliuojamo suvirinimo greičio.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant aliuminio

• Labai greitas, daug energijos reikalaujantis procesas
  
• Gilus įsiskverbimas galimas esant didelei galiai
  
• Bet labiau linkę į poringumą
  
• Jautrus oksidacijai ir dujų padengimui
  
• Atspindėjimas sumažina sugerties efektyvumą

TIG suvirinimo stiprumas ant aliuminio

• Geresnė užpildo metalo kontrolė
  
• Tvirti, kalieji suvirinimo siūlės, tinkamos konstrukcijoms
  
• Mažesnė poringumo rizika taikant tinkamus parametrus
  
• Gerai veikia plačiame storio diapazone

Stiprumo verdiktas

✔ Bendrieji konstrukciniai darbai: TIG yra stipresnis.

✔ Didelio greičio, tikslus plonas aliuminis (<2 mm): lazerinis suvirinimas gali būti stiprus, tačiau jam reikia tobulo pasiruošimo.

Lazerinis suvirinimas taip pat gali sukurti labai tvirtas aliuminio suvirinimo siūles, tačiau tai įmanoma tik tuo atveju, jei surinkimas yra tikslus, paviršius švarus, o antgalio konstrukcija tinkama. Išmanūs „Dynalasers“ rankiniai lazerinio suvirinimo aparatai gali atlikti šias operacijas labai efektyviai.

Anglinis plienas – abu metodai yra stiprūs, tačiau lazeris pranašesnis plonuose profiliuose

Anglinis plienas labai gerai sugeria lazerius, todėl jį galima gerai suvirinti lazeriu arba argono lanku.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant anglinio plieno

• Didelis įsiskverbimas su siauromis siūlėmis
  
• Labai mažas iškraipymas
  
• Puikus našumas ant plonų lakštų
  
• Greitas ir pakartojamas
  
• Reikalingas geras ekranavimas, siekiant išvengti oksidacijos

TIG suvirinimo stiprumas su angliniu plienu

• Tvirti, kalieji suvirinimo siūlės konstrukcijoms
  
• Gerai tinka storam angliniam plienui
  
• Gera užpildo kontrolė
  
• Ne taip greitai, kaip lazerinis suvirinimas

Stiprumo verdiktas

✔ Plonas anglinis plienas (<3 mm): lazerinis suvirinimas yra stipresnis.

✔ Storas anglinis plienas (>4 mm): TIG suvirinimas paprastai užtikrina geresnį jungčių patvarumą.

Tiek lazerinis, tiek TIG suvirinimas sukuria tvirtas anglinio plieno jungtis, tačiau lazerinis suvirinimas geriau veikia plonus profilius dėl didesnio įsiskverbimo efektyvumo ir mažo deformavimosi. Storesniam angliniam plienui TIG suvirinimas paprastai užtikrina didesnį patvarumą ir tąsumą.

Varis – lazerinis suvirinimas užtikrina didesnį stiprumą

Varis pasižymi itin dideliu šilumos laidumu, todėl jį suvirinti argono lanku yra gana sunku.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant vario

• Suteikia koncentruotą, didelio tankio energiją
  
• Geba efektyviai įsiskverbti į varį
  
• Sukuria tvirtus, tolygius suvirinimo siūles
  
• Minimalus šilumos plitimas
  
• Tinka akumuliatorių skirtukams, šynoms, elektronikai

TIG suvirinimo stiprumas ant vario

• Reikalingas aukštas meistriškumas
  
• Reikalingas didelis šilumos tiekimas
  
• Linkęs į iškraipymus
  
• Sunku pasiekti nuoseklų įsiskverbimą

Stiprumo verdiktas

✔ Varis: Lazerinis suvirinimas yra žymiai tvirtesnis ir praktiškesnis.

Lazerinis suvirinimas gali sukoncentruoti pakankamai energijos, kad kompensuotų didelį vario šilumos laidumą, todėl lengviau suformuoti tvirtą ir stabilų suvirinimo siūlę. Argono lanko suvirinimas taip pat gali suvirinti varį, tačiau tam reikia daug šilumos ir aukštesnio lygio techninių žinių.

Žalvaris – lazerinis suvirinimas užtikrina švaresnes ir tvirtesnes jungtis

Varyje yra cinko, o cinkas ypač linkęs garuoti aukštoje temperatūroje. Todėl, jei norite, kad suvirinimo siūlė būtų tvirta, o lygi, temperatūrą reikia tinkamai kontroliuoti.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant žalvario

• Minimalus šilumos tiekimas sumažina cinko garavimą
  
• Stipresnė mikrostruktūra
  
• Švaresnės, tolygesnės suvirinimo siūlės

TIG suvirinimo stiprumas ant žalvario

• Dėl didelės temperatūros cinkas nudega
  
• Silpnesnis suvirinimo stiprumas
  
• Didesnis poringumas ir užterštumas

Stiprumo verdiktas

✔ Žalvaris: Lazerinis suvirinimas sukuria tvirtesnes ir švaresnes suvirinimo siūles.

Virinant žalvario komponentus, kuriems reikalingas didelis stiprumas, stabilumas ir gražios suvirinimo siūlės, lazerinis suvirinimas paprastai atlieka geresnius rezultatus nei argono lankinis suvirinimas.

Titanas – abu užtikrina tvirtus suvirinimo siūles, lazeris – geresnį nuoseklumą

Titanas kaitinamas labai reaktyvus, todėl suvirinimo kokybė priklauso nuo tikslaus valdymo ir puikaus ekranavimo. Tiek lazerinis, tiek TIG suvirinimas gali sukurti tvirtas jungtis, tačiau konsistencija skiriasi priklausomai nuo metodo ir taikymo.

Lazerinio suvirinimo stiprumas ant titano

• Stabili suvirinimo vonelė
  
• Stiprūs, švarūs sąnariai
  
• Labai siaura HAZ
  
• Puikus atsparumas korozijai
  
• Idealiai tinka aviacijos ir kosmoso bei medicinos komponentams

TIG suvirinimo stiprumas ant titano

• Labai stiprūs sąnariai
  
• Reikalingas tobulas ekranavimas ir aukšti įgūdžiai
  
• Didesnė HAZ padidina trapumo riziką

Stiprumo verdiktas

✔ Abu tvirti, tačiau lazerinis suvirinimas užtikrina didesnį nuoseklumą tiksliam darbui.

Lazerinio suvirinimo karščio paveikta zona yra mažesnė, o dujų apsauga stabilesnė, todėl lengviau pasiekti aukštos kokybės suvirinimo siūles. TIG suvirinimas taip pat gali pasiekti gerą stiprumą, tačiau jam keliami didesni eksploataciniai reikalavimai.

Inconel ir nikelio lydiniai – lazeris dažnai pranašesnis

Šie didelio našumo lydiniai pasižymi mažu šilumos laidumu ir dideliu stiprumu, todėl suvirinimo procesas bus sudėtingesnis. Suvirinimo metu būtina tiksliai kontroliuoti energiją, kad suvirinimo procesas būtų sėkmingas.

Lazerinio suvirinimo stiprumas

• Gilus, siauras įsiskverbimas
  
• Puikus mikrostruktūrinis stabilumas
  
• Mažas iškraipymas

TIG suvirinimo stiprumas

• Stiprūs suvirinimo siūlės, bet lėtesni
  
• Didesnė HAZ
  
• Didesnė įtrūkimų rizika

Stiprumo verdiktas

✔ Lazerinis suvirinimas užtikrina tvirtesnius ir stabilesnius suvirinimo siūles tiksliam naudojimui.

Suvestinė lentelė – metalų stiprumo palyginimas

metalas	Stipresnis ploniems profiliams	Stipresnis storiems pjūviams	Pastaba
Nerūdijantis plienas	Lazeris	TIG	Lazeris pasižymi mažesniu nei 3 mm gyliu
Aliuminis	Lazeris (plonas)	TIG	TIG geresnis konstrukcijos patikimumas
Anglinio plieno	Lazeris	TIG	Lazeris greitesnis, TIG lankstesnis
Varis	Lazeris	TIG neturi pranašumo	Lazeris akivaizdžiai pranašesnis
Žalvaris	Lazeris	Silpnas TIG	Lazeris sumažina cinko garavimą
titanas	Lazeris (nuoseklus)	Abu stiprūs	TIG reikalauja labai aukštų įgūdžių
Inconel/Nikelis	Lazeris	TIG	Lazeris sumažina įtrūkimų riziką

Išvada

Kuris suvirinimo metodas yra stipresnis, daugiausia priklauso nuo metalo tipo ir storio. Gamintojams, norintiems išlaikyti pastovų suvirinimo stiprumą su įvairiomis medžiagomis, „Dynalasers“ rankinis pluošto lazerinis suvirinimo aparatas gali padaryti suvirinimo procesą nuoseklesnį, su mažesne deformacija ir užtikrinti patikimą našumą plonose medžiagose ir tiksliam apdirbimui.