Проблемы с волоконным лазером для сварки, которые следует знать и устранять

Волоконные лазерные сварочные аппараты стали важнейшим инструментом современного производства, обеспечивая точную и высокоскоростную сварку различных металлов. От автомобильных деталей и компонентов аэрокосмической техники до электроники и медицинских приборов, эти аппараты обеспечивают эффективность и точность, зачастую недоступную традиционным методам сварки. Несмотря на свои преимущества, сварочный аппарат с волоконным лазером не застрахованы от эксплуатационных проблем.

Пользователи часто сталкиваются с различными проблемами: от нестабильного качества сварки до неисправностей оборудования, каждая из которых может нарушить производственный процесс и увеличить расходы на техническое обслуживание. Эти проблемы могут возникнуть из-за оптического загрязнения, колебаний напряжения, неправильной настройки оборудования или даже простых ошибок оператора. Понимание этих проблем крайне важно для тех, кто хочет максимально повысить производительность и долговечность своего оборудования.

Правильное техническое обслуживание, своевременное устранение неполадок и проактивный подход позволяют предотвратить перерастание незначительных проблем в дорогостоящие простои. Выявляя и устраняя распространённые проблемы на ранних этапах, производители могут поддерживать стабильное качество сварки и обеспечивать бесперебойную работу.

В этом руководстве мы расскажем о наиболее частых проблемах с волоконными лазерными сварочными аппаратами и о том, как их эффективно устранить.

Проблемы с волоконным лазером для сварки, которые следует знать и устранять

Волоконные лазерные сварочные аппараты популярны благодаря простоте эксплуатации, высокой эффективности и возможности сварки множества материалов. Однако даже у этих опытных сварщиков могут возникнуть проблемы, влияющие на качество и производительность сварки. В этой статье рассматриваются наиболее распространённые проблемы волоконных лазерных сварочных аппаратов и способы их устранения. Для каждой проблемы мы описываем, что происходит, почему она возникает и какие настройки или действия по техническому обслуживанию могут её устранить.

Разбрызгивание шлака

Разбрызгивание шлака (или шлак) происходит, когда расплавленный металл выбрасывается из сварочной ванны и прилипает к поверхности заготовки. В волоконном лазерном сварочном аппарате это может привести к образованию металлических капель вокруг сварного шва, которые снижают прочность и придают детали шероховатость. Разбрызгивание часто происходит, если мощность лазера слишком высокая или сварочная ванна слишком бурно кипит. Также причиной разбрызгивания могут быть загрязнения: грязь, масло или оксиды на поверхности металла, которые испаряются под лазерным лучом и вызывают образование мелких трещин. газовые взрывы в сварочной ванне. Кроме того, слишком сильный поток защитного газа может вызвать возмущение сварочной ванны и разбрызгивание капель металла.

Чтобы устранить разбрызгивание шлака, уменьшите мощность лазера или скорость сварки, чтобы металл плавился более плавно. Перед сваркой тщательно очистите зону сварки, чтобы предотвратить испарение масла или ржавчины. Также отрегулируйте давление защитного газа и направление сопла так, чтобы он защищал сварной шов, не разбрасывая капли. На практике операторы часто снижают мощность, увеличивают скорость подачи или очищают заготовку, чтобы предотвратить чрезмерное разбрызгивание.

Сварной шов слишком высокий

Слишком высокий сварной шов (валик) означает избыток присадочного металла и толстый профиль валика. Эта проблема обычно возникает из-за подачи слишком большого количества проволоки или слишком медленного перемещения лазера. В волоконном лазерном сварочном аппарате с подачей проволоки, если скорость подачи проволоки установлена ​​выше необходимой или скорость горелки слишком низкая, на стыке скапливается больше материала. Валик становится слишком широким и приподнятым, что не только некрасиво, но и может быть механически ненадёжным.

Чтобы исправить это, уменьшите скорость подачи проволоки или увеличьте скорость сварки, чтобы уменьшить количество присадочного материала на дюйм. Некоторые аппараты также позволяют немного снизить выходную мощность лазера для компенсации этого недостатка. Другими словами, согласуйте скорость подачи проволоки со скоростью сварки: если шов слишком высокий, уменьшите скорость подачи или увеличьте скорость, чтобы получить более тонкий валик.

Сварка со смещением

Сварочное смещение (также называемое отклонением сварного шва) происходит, когда лазер не попадает в центр стыка. В этом случае сварной шов не сплавляет обе детали должным образом из-за смещения нагрева по центру. Обычно это происходит из-за несоосности при установке. Например, стык может быть зажат неровно, или ручной сварочный пистолет направлен немного в сторону. Это также может произойти, если наконечник подающей проволоки и лазерный луч не совмещены. В результате сварной шов не попадает в стык или имеет холодные стороны.

Решение проблемы — перекалибровать выравнивание резака. Проверьте настройки смещения аппарата и отрегулируйте фокусировку лазера так, чтобы луч был центрирован на стыке. Убедитесь, что механизм подачи проволоки и лазерная головка совмещены: если они соприкасаются с провисанием или перекосом, переустановите их. Во многих системах можно точно настроить смещение и угол поворота в меню контроллера. Проще говоря, убедитесь, что волоконный лазер и механизм подачи проволоки направлены точно на цель. После корректировки позиционирования сварной шов снова затвердеет в центре стыка.

Цвет сварного шва слишком темный

Если сварной шов слишком тёмный или обесцвечен, это обычно указывает на проблемы с подводом тепла или защитой. В волоконно-лазерных сварочных аппаратах для нержавеющей стали, алюминия или других сплавов слишком тёмный шов означает, что поверхность металла окислена или обгорела. Одной из распространённых причин является недостаточная мощность лазера или слишком высокая скорость перемещения. При слишком низкой мощности металл не расплавляется полностью и не «выжигает» поверхностный оксид, оставляя тёмный налёт.

И наоборот, слишком быстрое перемещение горелки может оставить больше металла в шве и не обеспечить чистого, яркого шва. Чтобы исправить тёмный сварной шов, увеличьте мощность лазера, чтобы луч полностью проплавил материал и очистил его. В качестве альтернативы, можно снизить скорость сварки, чтобы у лазера было больше времени для равномерного расплавления материала. Регулировка этих параметров обычно делает цвет шва более равномерным и блестящим. Правильный защитный газ (например, аргон для нержавеющей стали) также помогает сохранить яркость поверхности, предотвращая окисление.

Неровное формирование углов при сварке

При сварке углов или Т-образных соединений волоконным лазером форма шва может стать неровной, если выбран неправильный угол или выбрана неправильная техника сварки. Это часто происходит на внутренних или внешних углах, если оператор не отрегулирует положение или скорость горелки должным образом. Например, при движении по углу положение горелки может привести к тому, что одна сторона стыка получит больше энергии, чем другая.

В результате на одном из углов сварного шва образуется больше наростов, что снижает прочность и делает его неровным. Решением является изменение угла сварки и фокусировки при угловой сварке. Многие системы позволяют регулировать смещение фокуса, чтобы лазерный луч достигал стыка сбоку. Сварщику следует наклонять горелку в угол, а не сваривать прямо. Некоторые операторы также немного замедляют движение в начале или конце сварки, чтобы металл заполнил пространство. На практике регулировка смещения фокуса и траектории позволяет головке волоконного лазера сваривать сбоку, формируя более равномерный угловой шов вокруг угла.

Вмятина от сварки

Вмятина (углубление) сварного шва образуется, когда металл шва проваливается под поверхность стыка. Другими словами, сварной шов имеет углубление или выемку, а не гладкую галтель. В волоконно-лазерных сварочных аппаратах это часто возникает из-за слишком высокой мощности или слишком глубокой фокусировки. Если мощность лазера чрезмерна или он сфокусирован слишком близко к заготовке, может образоваться очень глубокая и узкая «замочная скважина». Окружающий металл расплавляется сильнее, что приводит к чрезмерному проплавлению центральной части шва и его смятию внутрь.

Решение проблемы — уменьшить мощность или сместить точку фокусировки. Уменьшение выходной мощности лазера уменьшит глубину расплавленной ванны, и она не будет прогорать так глубоко. Аналогично, небольшое поднятие фокуса (чтобы он находился выше поверхности) может предотвратить образование слишком глубокой язвы. В заключение, отрегулируйте настройки мощности и фокусировки на панели управления. Умеренная мощность и правильное положение фокусировки позволят заполнить шов более равномерно, избежав появления утопленного шва.

Неравномерная толщина сварного шва

Если толщина сварного шва нестабильна по длине – иногда она тоньше, то толще – это обычно означает, что параметры сварки или оборудование нестабильны. К распространённым причинам относятся колебания мощности лазера, неравномерная подача проволоки или периодические перерывы в плавлении. Например, если система охлаждения лазера неисправна, мощность может падать и восстанавливаться во время сварки. Или, если механизм подачи проволоки кратковременно заклинит, шов сожмётся, а затем увеличится. Чтобы устранить эту проблему, сначала убедитесь, что питание и охлаждение аппарата стабильны и соответствуют требованиям. Убедитесь, что напряжение лазера стабильно, а циркулирующая вода чистая.

Проверьте механизм подачи проволоки: убедитесь, что натяжение проволоки и направляющая трубка плавные, а катушка вращается свободно. Главное, чтобы лазерный луч и подача проволоки были надёжными и равномерными. После проверки этих систем и подтяжки всех ослабленных соединений толщина сварного шва, как правило, нормализуется. (Также убедитесь, что металл чистый, так как неровное покрытие поверхности может кратковременно изменить скорость расплавления.) Благодаря устранению скачков инструмента или параметров сварной шов будет сохранять постоянную ширину.

На сварных швах появляются канавки

Канавки (или «закусанные кромки») на сварном шве означают, что валик не полностью сплавился с краем основного металла. Вместо плавного перехода образуется канавка или подрез. сварочный аппарат с волоконным лазером Обычно это происходит, когда соединение движется слишком быстро или недостаточно присадочной проволоки. Слишком высокая скорость может привести к тому, что расплавленный металл будет продвигаться вперёд так быстро, что не сможет должным образом заполнить края соединения; в результате образуется узкий, недозаполненный валик с канавками по краям. Другая причина — зазор в соединении: если детали неплотно пригнаны или присадочной проволоки слишком мало для зазора, сварной шов не сможет полностью перекрыть зазор.

Чтобы устранить канавки, уменьшите скорость сварки, чтобы расплав успел растечься по кромкам, и обеспечьте достаточную мощность для полного провара. Также отрегулируйте подачу проволоки или добавьте присадочный материал для заполнения зазоров. На практике операторы часто устанавливают мощность и скорость сварки в зависимости от прочности материала и желаемого размера шва, а затем вручную заполняют оставшиеся канавки. Тщательно подбирая параметры сварки под геометрию соединения, волоконный лазер может создавать гладкий шов без канавок.