Je laserové zváranie pre mňa? Výhody a porovnanie s klasickým zváraním

Laserové zváranie už dávno nie je len technológia pre automotive gigantov. Ručné vláknové laserové zváračky sú dnes reálna alternatíva k MIG/TIG zváračkám aj pre menšie zámočníctva, výrobcov nerezového nábytku, kúpeľňového vybavenia a mnoho iných profesií . Otázka je jasná: oplatí sa vám do laseru investovať, alebo radšej zostať pri klasike?

Ako laser zvára – v skratke:

Laser vytvára veľmi koncentrovaný svetelný lúč, ktorý sa zaostrí do malého bodu (typicky 0,1–1 mm). V mieste dopadu sa kov rýchlo roztaví a spoje sa tvoria buď povrchovo (vodivé / „heat conduction“ zváranie), alebo hlboko do materiálu (tzv. keyhole – hlboký prienik). 

Výsledok sú úzke a hlboké zvary s minimálnym tepelným ovplyvnením okolia.

Obr. č. 1 Ukážka zvaru pri laserovom zváraní

Hlavné výhody oproti MIG/TIG a oblúkovému zváraniu

Laserové zváranie má oproti klasickému oblúkovému zváraniu viacero zásadných výhod:

Ne-kontaktné zváranie, bez tlaku na diel – horák/optika sa k dielu len priblíži, bez mechanického kontaktu ako pri elektróde.

Vysoká rýchlosť zvárania – pri vhodných parametroch ide o násobky rýchlosti MIG/TIG; uvádza sa až „desiatky metrov za minútu“ pri automatizovaných aplikáciách.

Malá tepelná deformácia – tepelný vplyv je lokálny, plech sa „neprepečie“ a po zvare sa menej krúti.

Úzky a estetický zvar – najmä pri nerezi a tenkých plechoch viete robiť vizuálne veľmi pekné švy, často bez brúsenia.

Jednoduchšia automatizácia – laserový lúč je možné presne riadiť, integrovať do robotov a viacstanoviskových pracovísk.

Nižšie nároky na „ruku zvárača“ – klasické MIG/TIG zváranie je remeselne náročnejšie; pri ručnom laseri je dosiahnutie pekného a kvalitného zvaru rýchlejšie (ak je dobre nastavený stroj a príprava dielu).

Kedy dáva prechod na laserové zváranie najväčší zmysel?

Prechod od klasického zvárania na laserové dáva zmysel ak zvárate:

Nerezové plechy a profily – kuchyne, kúpeľne, zábradlia, nábytok, skrine, rozvádzače, potravinárske technológie.

Tenké uhlíkové ocele a konštrukcie – rámy, skrinky, kryty, menšie oceľové konštrukcie do pár mm hrúbky.

Automotive / batériové moduly, jemná mechanika – tam, kde je dôležitá presnosť a minimálne tepelné ovplyvnenie.

Zliatiny Al a Cu – laser to zvládne, ale už si pýta viac skúseností (odrazivosť, pórovitosť, praskliny).

V súhrne: ak robíte najmä nerez, čierny plech do ~4 mm, tenké profily a dôležitý je vzhľad zvarov, tak laserové zváranie má určite veľmi veľa prínosov.

Obr. č. 2 Materiály a aplikácie vhodné na laserové zváranie

Nevýhody a limity laserového zvárania

Laser nie je zázračná palička na všetko. Konkrétne upozorňujeme aj na negatíva:

Vyššia vstupná investícia – vláknový laser a kvalitný chladič stoja rádovo viac než bežný MIG/TIG zdroj, hoci prevádzkové náklady sú následne nízke.

Citlivosť na prípravu spoja – medzery by mali byť čo najmenšie (typicky menej ako 0,1 mm pri tupých spojoch), zváranie čistej plochy sa odmení menej pórami a stabilnejším prienikom.

Obmedzenia pri vysokoodrazivých materiáloch – Al a Cu sú zradné: nízka absorpcia, póry, praskliny; zváranie je možné, ale treba skúsenosti, správnu vlnovú dĺžku a dobre nastavené parametre.

Bezpečnosť a školenie – laser je „neviditeľný plameň“; vyžaduje dôsledné dodržiavanie bezpečnostných pravidiel a kvalitné ochranné okuliare.

Prechod na laserové zváranie sa oplatí ak:
• zvárate denne desiatky až stovky rovnakých alebo podobných kusov,
• väčšina zvárania je z nereze, čierneho plechu a Al profilu do cca 4 mm,
• veľa času trávite rovnaním, brúsením a opravou deformovaných dielov,
• máte problém nájsť dobrých zváračov – laserové zváranie skracuje „učňovskú“ krivku.

Menej sa oplatí, ak:
• zvárate pár kusov do mesiaca, zakaždým iný materiál a hrúbku,
• robíte hrubé nosné konštrukcie 10–20 mm, kde MIG/TIG zváračky stále vládnu,
• nemáte priestor na dodržiavanie pravidiel bezpečného používania lasera.

Na záver rýchly check-list: Je laserové zváranie pre mňa?

Odpovedzte si „áno/nie“:
1. 80 % mojej produkcie je s materiálom do hrúbky max. 4–5 mm.
2. Dôležitý je vzhľad zvaru (viditeľné prvky, nerez, dizajn).
3. Stále riešim deformácie po zváraní a následné brúsenie.
4. Mám (alebo viem si vytvoriť) priestor na bezpečné pracovisko pre laser.
5. Potrebujem zvýšiť produkciu bez náboru ďalších zváračov. 

Ak máte 4 a viac „áno“, laserové zváranie je veľmi pravdepodobne vhodná a z dlhodobého hľadiska ekonomická voľba.

Laserové zváranie nie je len ďalším nástrojom – je to brána k výrobným možnostiam, ktoré sme si pred 20 rokmi nedokázali predstaviť. Od život zachraňujúcich zdravotníckych zariadení až po komponenty vozidiel na Marse. Hoci laserové zváranie nie je vhodné pre každú aplikáciu, tam, kde sa uplatní, dramaticky zvyšuje efektivitu a kvalitu výrobného procesu.

Chcete sa dozvedieť viac o laserovej zváracej technológii? Prajete si stroje vyskúšať?

Kontaktujte nás a naši technici vám radi poradia, stroje predvedú a pomôžu navrhnúť správne technické riešenie. Volajte na 0905 624 077 alebo píšte na ant@ant.sk

Kontaktujte nás Laserové zváračky TOPtek