Лазерная сварка для ремонта пресс форм

Ремонт прессформ в процессе восстановления

Прессформа с изделиями

Восстановленная прессформа

Наплавленный задир на прессформе (перед шлифовкой)

Большой зазор между изделиями (более 1/10 от ширины шва или толщины свариваемых изделий для импульсной сварки)

Вместо образования общей сварной ванны лазер оплавил обе кромки изделий, расплав стёк по краям, увеличив зазор между изделиями еще больше. Более того, как уже отмечалось, при импульсной сварке большую часть материала сварная ванна может брать из предыдущей. Если в какой-то момент импульс не смог сформировать сварную ванну, для следующего импульса материала тоже не хватит.

Иногда незначительные участки можно вручную заплавить с присадочным материалом, создав стенку искусственно. Однако это требует куда больше времени, чем обычная лазерная сварка. Более правильным решением будет исправление техпроцесса для более точной подготовки изделий по зазорам.

В случае импульсной сварки разнородные материалы, обладающие разными свойствами (в том числе коэффициентом температурного расширения) могут вести себя различно в процессе остывания. Из соединяемой пары металлов один металл остывает быстрее и быстрее сжимается, чем другой – и мы получаем сквозную трещину на всю глубину шва. В таком случае шов будет и хрупким, и негерметичным.

По возможности при разработке изделия желательно не прибегать к выбору разнородных материалов в местах соединения сварным методом. Выполнить обе детали из более дорогого материала, но сэкономить на затратах их сварке – иногда более выгодно.
Нужно отметить, что некоторые пары материалов не позволяют получить рабочеее соединение даже с применением присадочных материалов. При проектировании изделий с сварным соединением необходимо проконсультироваться со специалистами по лазерной сварке и заранее подобрать свариваемую пару материалов с подходящими свойствами.

Большое количество примесей

Материалы типа Д16 (конструкционный алюминий) отличаются легкостью и прочностью, хорошо обрабатываются механически. Это достигается большим количеством легирующих элементов и присадок. Однако при импульсной сварке это является значительным препятствием для получения прочного шва. При резком застывании сварной ванны после импульса имеющиеся в материале присадки не дают материалу нормально сжиматься при остывании. Возникают сильные внутренние напряжения, приводящие к образованию трещины.

Решением может быть использование непрерывного лазера, при работе которого сварная ванна остывает медленнее, и напряжения в шве успевают перераспределиться. При импульсной сварке тонкостенных изделий мы рекомендуем обратить внимание на более пластичные сплавы, например АМЦ, которые возможно сваривать с применением присадочных проволок из чистого алюминия. Иногда удачным решением является изготовление одной детали из примесных сплавов типа АМЦ, а другой детали из чистого алюминия (АД1, А0-А5), таким образом все напряжения по деформации сможет на себя забрать более мягкий материал.

Наличие инородных включений (грязь, масло, сож)

Любые примеси и инородные включения в шве реагируют на лазерное излучение гораздо быстрее, чем свариваемые материалы. При импульсном режиме сварки грязь в шве детонирует, разрывая шов и разбрызгивая металл вокруг, что приводит к образованию дырки. Особенно требовательна к чистоте соединяемых изделий сварка цветных металлов, так как в таком случае энергии для сварки требуется гораздо больше, и детонация грязи в шве происходит гораздо сильнее.

Для качественной сварки соединяемые изделия должны быть зачищенны от грязи, масла, жира и пр. Образованные грязью дырки в материале можно заплавить с присадкой, однако обычно затраты на заплавку таких последствий больше, чем на промывку детелей перед сваркой.

Недостаточная подача аргона

В случае нарушения защиты шва можно получить окислы в самом шве или образование оксидной пленки на поверхности шва. Это сказывается на хим.составе шва и его прочностных характеристиках. В большинстве случаев, особенно в случае сварки конструкционных сталей, изменения будут незначительны, однако есть материалы (например, титан), для которых нормальная защита инертным газом крайне необходима.

В большинстве случаев защита аргоном обеспечивается локально. В некоторых случаях необходима защита как с лицевой стороны шва, так и с обратной. Оператор лазерной установки имеет возможность настройки давления защитного газа, предзадержки импульса для достаточного поступления газа в зону обработки перед первым импульсом. Также большое значение имеет направление подачи, которое регулируется суставчатым шлангом.

Использование тонколистового материала

Для тонколистового материала требования по ГОСТ 28915-91 по сути остаются те же самые, а это означает, что для приварки листового материала тлщиной 50 мкм зазор между изделиями должен быть не более 5 мкм. Это довольно сложно обеспечить в обычных условиях, поэтому например сварка тонкостенных сильфонов может представлять значительную проблему: любой импульс в условиях больших зазоров будет оставлять дырку в стенке, которую заплавить уже не представится возможности.

Сварка тонкостенных изделий должна производиться грамотными специалистами с соблюдением всех требований по зазорам. При этом должно обеспечиваться хорошее прижатие тонколистового материала к основе. Иногда правильным решением является обвальцовка тонкостенного изделия на основе. В любом случае, подготовка таких изделий к сварке гораздо более трудоемкая, однако остается вполне реализуемой.

Сфера применения лазерной сварки

Точечная импульсная лазерная сварка в микроэлектронике

В приборостроительной промышленности широкую популярность приобрела технология лазерной сварки точечным методом. Зачастую лазерная сварка может использоваться для получения прочных и герметичных соединений проводников между собой или приварки их к печатной плате, к элементам микросхем, для соединения токопроводящих элементов. В данном случае показывает высокую эффективность и качество лазерная сварка разнородных материалов: никель-бор, вольфрам-никель и др.

Методы лазерной сварки проводников имеют несомненное преимущество в виду того, что для лазерной сварки нет необходимости в подготовке поверхностей для сварки и зачистке изоляционных слоев (полиуретан, тефлон и др.). Лазерная сварка позволяет удалить изоляцию в месте воздействия непосредственно в процессе сварки.

Лазерная сварка выводов обмотки якоря с коллектором

Один из примеров – лазерная сварка статора с соединением выводов обмотки якоря с коллектором электродвигателя. Для этого медные выводы должны располагаться в пазах для соединения в коллекторе. Применение технологии лазерной сварки для получения токопроводящего соединения медных выводов с коллектором выполняется без удаления изолирующего слоя.

Фиксация зубчатых колес на оси с помощью лазерной сварки

В приборостроении зачастую важна не механическая прочность изделия под силовыми нагрузками, а необходима качественная фиксация изделий друг с другом, герметичность шва, отсутствие деформаций деталей в процессе сварки. Из-за небольших размеров изделий различные традиционные методы соединений (резьбовые, шпоночные, клепаные, посадки с натягом) не подходят для данных изделий. Другие методы сварки, дающие большой неравномерный нагрев изделий, также не подходят для данной задачи т.к. теряется аккуратного самого сварного шва. Примеры сварных работ: сварка цилиндрических изделий по поверхности одного из них, круговая сварка по торцу, точечная прихватка деталей перед дальнейшей обработкой.

Изготовление датчиков давления с помощью лазерной сварки

Большое распространение получила технология лазерной сварки датчиков высокого давления. Внедрение лазерной сварки позволило повысить надежность работы датчика, увеличить диапазон рабочего давления и циклическую прочность. Лазерная импульсная сварка гарантирует высокое качество сварного соединения и обеспечивает технологическую воспроизводимость сварочного процесса.

Ремонт очковых оправ

Лазерная сварка широко применяется не только в промышленности и серийном производстве, но и для точечной сварки применяемых в быту изделий (очковые оправы, кухонная утварь, ювелирные изделия). Лазерная сварка позволяет надежно скреплять детали из конструкционных сплавов, титана, нержавеющей стали, в том числе применяемой при изготовлении в пищевой промышленности (пищевая нержавейка). Для ремонта подобных изделий обычно применяют лазерные установки малой мощности, сварка производится вручную.

Особенности использования лазерной сварки для стеклянных и пластмассовых изделий

Для выполнения лазерной сварки пластмассовых изделий используются твердотельные установки, имеющие относительно простое устройство. Есть два электрода, установленных в отражательной трубке. Между этими электродами находится смесь из ионизирующих газов. Нередко твердотельные установки используются для восстановления стеклянных или пластиковых очков. Особенно это актуально при поломке оправ, так как для лазерной сварки использовать припой не нужно.

Этапы выполнения лазерной сварки пластмассовых и стеклянных изделий являются аналогичными тому, что происходит при сварке изделий из металла:

• Все поверхности деталей или элементов, подлежащие сварке, нужно предварительно очистить от всех загрязнений, включая пыль или мелкие пятна.
• Дальше можно подготавливать твердотельную установку и электроды к работе.
• Требуется точно настроить фокусирующую линзу. Если забыть это сделать или сделать настройку неправильно, то линза будет расфокусирована, что приведет к проблемам. Это может быть расплавление металла в локальной зоне или появление смазанного лазерного луча.
• Корректная настройка линзы приводит к созданию сфокусированного пучка круглой формы.
• Остается установить подходящую мощность сварки.

Специфика сварки изделий с тонкими стенками

Конкурентным преимуществом лазерной сварки выступает ее универсальность, то есть, к определенному виду работ можно подобрать подходящие устройства и приборы. Тут лучше отталкиваться от характеристик свариваемых материалов. Если нужно сварить изделия с тонкими стенками, то для этого могут использоваться и аппараты на основе газа и твердотельные лазеры. Второй вариант более популярен, особенно если нужно работать с миниатюрными изделиями диаметра от 0,01 до 0,1 мм. Для примера можно рассмотреть сварку тонких выводов из проволоки, используемых в микроэлектронике

Еще можно назвать точечную лазерную сварку, для которой также используется твердотельное лазерное устройство. Но тут есть два требования к материалам – наличие фольгированной структуры, а также диаметр точки в диапазоне от 0,5 до 0,9 мм.

Чтобы сделать сварку миниатюрных изделий или изделий с тонкими стенками, нужно установить минимальную мощность. Для импульсного режима нужно сокращать длительность импульса, но повышать скважность. А повышение скорости лазера требуется при использовании непрерывного режима.

Потенциальные проблемы со швом

В условиях производства регулярно проводятся тесты по лазерной сварке, поэтому дефекты швов там возникают очень редко. Хотя и на производстве случается брак. Полностью обезопасить себя от непроваров и других деформаций шва невозможно. Кроме непроваривания, можно назвать такие дефекты лазерной сварки, как:

• Появление сварных раковин, кратеров, наплывов.
• Прожоги.
• Посторонние включения.
• Появление трещин или пор.

Подобные дефекты являются самыми распространенными, а возникают они по причине несоблюдения установленного порядка работы. Сварщик может выставить некорректные настройки в оборудовании, не приняв во внимание особенности свариваемого материала. Также он может забыть проследить за траекторией движения лазерного луча. Чтобы получить идеальный шов, от сварщика требуется внимательность и полная концентрация до самого конца работы.

Охарактеризовать лазерную сварочную технологию можно так — это один из наиболее востребованных и универсальных методов соединения разных материалов. Сюда относятся как различные виды металлов, так и пластмасса, стекло, изделия из драгоценных металлов. Готовое соединение будет прочным и долговечным, но все зависит от соблюдения необходимой технологии сварки. Чтобы быть уверенным в конечном результате, нужно иметь опыт работы с твердотельными установками.

Видео применения лазерной сварки на нашем оборудовании

Источник

Литьевая машина	Вес мобильного лазерного комплекса для наплавки составляет всего 43 кг, передача лазерного излучения происходит по оптоволокну; это позволяет производить ремонт прессформ крупногабаритных прямо на территории заказчика . В большинстве случаев нет необходимости даже перемещать прессформу из литьевой машины. Терехин Павел, специалист отдела лазерной наплавки и сварки	Суть метода заключается в том, что подплавленная лазером поверхность перемешивается с присадочным материалом. При этом наплавленному слою за счет состава присадочного материала и высоких скоростей охлаждения придаются нужные физико-механические свойства. Как правило это: высокая прочность и высокая стойкость к коррозионному разрушению. Для ремонта выбоин, задиров, кратеров в металлоконструкциях разработана технология лазерной наплавки с применением присадочной проволоки. Для процесса применяются импульсные AIG-лазеры. Ремонт крупногабаритных изделий производится на предприятиях заказчика. Лазеры для наплавки Волоконный лазер для наплавки с роботом. Вы можете приобрести это и другое оборудование с адаптацией под Ваше производство (в т.ч., встраиванием в производственную линию) и разработкой технологии. Время работы – 30 мин; Толщина наплавленного слоя – 0,2мм; Стоимость энергозатрат — 6 руб Лазеры для наплавки при использовании не изменяет геометрических параметров изделия больше, чем необходимо. Погрешность может составлять 0,2 мм. Торец пера лопатки после наплавки . Лазерная наплавка
Постоянные клиенты ЛТ по наплавке и восстановлению прессформ
— ЗАО «Мир Упаковки» — ЗАО «Перинт» — Вейнер Пластик Наплавленная каемка. Процесс ремонта металлической прессформы. Лазерная наплавка с использованием присадочной проволоки.
	Статьи и аннотации по теме лазерной наплавки. «Мобильные лазерные модули – решение задачи ремонтно-восстановительных работ в полевых условиях» С ориентировочными ценами на услуги по лазерной наплавке и восстановлению прессформ и инструмента Вы можете ознакомиться в разделе цены.	Все образцы выдержали испытание на удар, сколов и трещин не образовывалось. Разработанная технология применяется для восстановления пресс-форм, литьевых форм для пластмассовых изделий, выдувных форм и др. в местах, где нет нагрузки на трение и не требуется высокая твердость. Лазерная наплавка и ремонт-восстановление прессформ и инструмента. Контактное лицо: Начальник отдела лазерной сварки/наплавки Григорьев Анатолий Аркадьевич Тел. мобильный: +7 904 615 65 55 Тел. секретаря: +7 812 242 86 67 E-mail: info@laser.com.ru Не забывайте указывать свое имя, название организации и способы связи. Источник Лазерная наплавка, ремонт пресс форм Лазерная наплавка Лазерная наплавка позволяет с легкостью производить ремонт и восстановление пресс форм, а так же прочей инструментальной оснастки, устраняя такие дефекты, как сколы, трещины, царапины, поры, забоины и задиры. Практически все процессы износа, коррозии, роста усталостных трещин (и т.п.), приводящие к отказам изделий, начинаются с поверхности и определяются свойствами относительно тонкого поверхностного слоя. Лазерная наплавка является одним из основных методов создания покрытий с целью получения специальных свойств на поверхности изделий, а также восстановления изношенных деталей машин. Это позволяет решать одну из важнейших задач – обеспечение оптимального соотношения свойств поверхности и объема материала. В данном случае отпадает необходимость использования объемно-легированных материалов и появляется возможность в известной степени решить кардинальную задачу машиностроения – повышение надежности и долговечности деталей машин. Процесс лазерной наплавки заключается в нанесении на поверхность обрабатываемого изделия покрытия путем расплавления основного и присадочного материалов. Причем основа подплавляется минимально, поэтому свойства покрытия зависят главным образом от свойств присадочного материала. Присадочный материал подается в зону наплавки ручным способом либо специальными механизмами, отличающимися повышенной точностью. Преимущества лазерной наплавки при ремонте пресс форм: обеспечение прочного и надежного сцепления основного и присадочного металлов; исключение образования пор и трещин; уменьшение перемешивания основного материала (основы) с металлом наплавки; снижение остаточных напряжений и деформаций; обеспечение ведения процесса с минимальной глубиной проплавления основы; не требуется термообработка перед наплавкой; увеличение коэффициента использования присадочного материала; снижение стоимости готового изделия за счет наплавки локальных зон. Применение лазерной наплавки, ремонт пресс-форм Ремонт и восстановление пресс форм и прочей инструментальной оснастки методом лазерной наплавки. Проблемы инструментального производства, связанные с выявлением дефектов при изготовлении или эксплуатации технологической оснастки, могут быть решены с помощью технологии лазерной наплавки. К такого рода дефектам можно отнести задиры, забоины, глубокие царапины, поры, трещины, места адгезионного схватывания, места (площадки) заниженных рабочих поверхностей, разгарные трещины. Устранение данных дефектов традиционным методам подварки например, штучными электродами трудоемко и дорогостояще, так как после наплавки и термообработки геометрические размеры могут выйти за поле допуска. Технология лазерной наплавки позволяет исключить этот недостаток, сохранить геометрические размеры подвариваемой прессформы и любой другой детали в поле допуска, даже если они составляют несколько микрон. Технология импульсной лазерной наплавки позволяет в несколько раз снизить себестоимость и длительность ремонта за счёт отказа от предварительного подогрева, последующей термообработки, снятия покрытия из хрома и его последующего нанесения, за счёт минимальной последующей механической обработки. Восстановление лопаток турбин с помощью лазерной наплавки Разработаны технологии лазерной наплавки для устранения дефектов лопаток турбин при их изготовлении и восстановления изношенных турбин. Данные технологии могут быть применены для восстановления лопаток авиационных турбин, турбин гидроэлектростанций, газоперекачивающих станций, тепловых электростанций, морских турбин. Технология импульсной лазерной наплавки – ILCIG для устранения дефектов литья и глубоких макроповреждений поверхностного нанесенного слоя при изготовлении лопаток турбин; Технология газопорошковой лазерной наплавки с аксиальной подачей порошка в зону наплавки – ALCIG для восстановления изношенного ребра лопатки турбин; Технология лазерно-плазменной газопорошкой наплавки LPTA – surfacing для восстановления изношенного торца пера лопатки турбины; Технология лазерно-плазменного нанесения защитного слоя на поверхность лопатки турбины. Источник Лазерная сварка металла, нержавеющей стали, титана Описание технологии лазерной сварки Лазерная сварка непрерывным лучом Импульсная лазерная сварка Преимущества лазерной сварки Подготовка изделий к лазерной сварке Сфера применения лазерной сварки Особенности сварки для изделий из стекла и пластмассы Видео применения лазерной сварки на нашем оборудовании Описание технологии лазерной сварки Лазерная сварка – процесс получения неразъемного соединения путем сплавления примыкающих поверхностей свариваемых частей с помощью излучения лазера. Лазерная сварка относится к методам сварки плавлением, а по плотности энергии – к высококонцентрированным источникам энергии – как электронно-лучевая сварка, сжатая дуга, плазменная сварка. Локальность лазерной обработки, концентрация теплового воздействия, высокие скорости роста и уменьшения температуры в зоне обработки, а также возможность быстрого образования сварной ванны в заданном объеме позволяют широко применять лазерное излучение для реализации сварочного процесса. Самым важным отличием лазерной сварки от остальных методов является отсутствие присадочного материала. Сварка производится за счет материала соединяемых изделий. В ходе процесса сварки оператор или специальная программа (в случае, если сварка автоматизированная) контролируют движение лазерного луча, который перемещается по траектории, совпадающей с границей соединения деталей. Оплавляя одновременно соприкасающиеся кромки изделий, лазерный луч формирует их общую расплавленную ванну, которая после застывания образует сварной шов. Лазерный луч может быть непрерывным, перемещая сварную ванну по траектории шва, либо импульсным, формирующим новую сварную ванну в каждой точке прицеливания. Лазерная сварка непрерывным лучом Сварка непрерывным лучом похожа на сварку другими традиционными средствами сварки (например, аргоно-дуговая), при которых в расплавленную сварную ванну добавляются новые участки (захватываемые перемещающимся лазерным лучом), а уже сваренные участки постепенно остывают. Преимуществами сварки непрерывным лучом являются: хороший и равномерный прогрев сварного шва; плавное его остывание, (что уменьшает вероятность поверхностного растрескивания шва или образования сквозной трещины); возможность сквозного провара шва. Недостатки лазерной сварки непрерывным лучом: зона термического воздействия шире, чем у импульсного, возможен перегрев тонкостенных изделий; хотя при сварке лазером производится локальная подача защитного газа, возможны появления цветов побежалости, оксидных пленок. Импульсная лазерная сварка Сварка импульсным методом представляет собой перемещение лазерного излучателя по траектории соединения деталей с кратковременным периодическим включением лазера в точках. При включении лазера на период 3-5 мс происходит формирование полусферической сварной ванны, излучатель перемещается к следующей точке, находящейся на небольшом расстоянии от предыдущей. Следующая сварная ванна формируется частично из материала предыдущей сварной ванны с добавлением нового материала из соединяемых деталей. Сварные ванны формируются с наложением друг на друга с определенным смещением, обычно составляющем 10-30% от диаметра сварной ванны. Это смещение называется перекрытием. От величины процентного перекрытия зависит степень герметичности изделия, прочность шва и производительность процесса сварки. Преимуществами импульсной сварки являются: минимальное термическое воздействие на изделие, возможность сваривать изделия с наполнением (например, корпуса микросборок с содержащимися внутри микросхемами) без ущерба для содержимого; отсутствие перегрева шва; полная защита агроном, так как обеспечить защиту сварной точки до 1.5 мм в диаметре не представляется проблемой даже с локальной подачей защитного газа. При этом сварка импульсным методом более требовательна к качеству подготовки изделий, зазорам, а также химическому составу свариваемых изделий. Преимущества лазерной сварки Большой интерес к лазерной сварке обусловлен специфическими достоинствами, которые выгодно отличают ее от других методов сварки: Лазерная сварка может осуществляться в любой среде и любых условиях, не требует наличия вакуума. Зона термического влияния при лазерной сварке очень мала, при этом сохраняются свойства исходного материала. Лазерная сварка практически не вызывает деформации обрабатываемых изделий, так как зона теплового влияния минимальна. Высокая точность и производительность процесса лазерной сварки достигается при сварке любых марок сталей. Лазерная сварка – один из немногих типов сварки, допускающих соединение разнородных материалов. При лазерной сварке обеспечивается значительная глубина провара при небольшой ширине сварного шва. Лазерная сварка не требует дополнительных расходных материалов (например, присадочных электродов или флюсов и пр.) под различные свариваемые металлы, переналадка под другие материалы определяется только параметрами лазерного излучения, которые просто и гибко настраиваются. Лазерная сварка возможна по месту, без дополнительного закрепления изделий, поэтому возможна обработка изделий крупных габаритов. Лазерная сварка возможна и в труднодоступных местах за счет средств доставки лазерного излучения к месту сварки. Лазерная сварка является бесконтактным методом обработки, позволяя осуществлять процесс сварки в том числе через кварцевое стекло вакуумной камеры. Оборудование и расходы на эксплуатацию для лазерной сварки требуют гораздо меньших капиталовложений, чем для ближайшего аналога – электронно-лучевой сварки. Подготовка изделий к лазерной сварке Как уже было отмечено выше, лазерная сварка более требовательна к условиям сварки и подготовке изделий к сварке. В случае импульсной сварки подготовка изделий и общие условия сварки регламентируются ГОСТ 28915-91 («Лазерная сварка импульсная. »). В случае непрерывной лазерной сварки условия регламентируются отраслевыми стандартами. В случае несоблюдения требований к подготовке изделий к сварки можно не только не получить готовое изделие с заданными характеристиками, но и привести его в негодность, без возможности дальнейшего восстановления. Примеры несоблюдения требований и соответствующие последствия приведены ниже:	Причина	Последствия	Возможные решения