Lāzermetināšana ir viens no agrākajiem lietojumiem rūpnieciskajā lāzera materiālu apstrādē. Lielākajā daļā sākotnējo lietojumu lāzera ģenerētas metināšanas šuves ir augstākas kvalitātes, kā rezultātā palielinās produktivitāte. Attīstoties lāzera veidiem, lāzera avotiem tagad ir lielāka jauda, dažādi viļņu garumi un plašāks impulsu spēju diapazons. Turklāt staru izplatīšanās, mašīnu vadības aparatūra un programmatūra, kā arī procesa sensori veicina labāku lāzermetināšanas procesa attīstību.
Lāzermetināšanai ir unikālas priekšrocības, tostarp zema siltuma padeve, šaura saplūšanas zona un siltuma ietekmes zona, kā arī izcilas mehāniskās īpašības materiāliem, kas iepriekš bija grūti lietojami procesos, kas rada lielu siltuma ievadi daļām. Šīs īpašības padara lāzermetināšanas rezultātā izveidoto šuvi stiprāku un pievilcīgāku pēc izskata. Turklāt lāzermetināšanai nepieciešamais iestatīšanas laiks ir daudz mazāks. Kopā ar lāzera izsekošanas sensoru var realizēt automatizāciju, tādējādi samazinot produkta izmaksas. Visas šīs jaunās tehnoloģijas ir vēl vairāk paplašinājušas lāzermetināšanas pielietojuma klāstu. Daudzās nozarēs veiksmīgi tiek pielietota šķiedru lāzermetināšana, izmantojot dažādus metālus, detaļu formas, izmērus un apjomus.
Akumulatoru metināšana
Pieaugošais litija bateriju izmantošana elektriskajos transportlīdzekļos un daudzās elektroniskajās ierīcēs nozīmē, ka inženieri izstrādājumu projektēšanā izmanto šķiedru lāzera metināšanu. Vara vai alumīnija sakausējuma radītās strāvu nesošās sastāvdaļas ir savienotas ar virkni akumulatoru akumulatorā, izmantojot optiskās šķiedras lāzermetināšanu. Lāzermetināšanas alumīnija sakausējums (parasti 3000. sērija) un tīrs varš, lai izveidotu elektrisku kontaktu ar akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem. Visi akumulatorā izmantotie materiāli un materiālu kombinācijas ir kandidātmateriāli jaunajam šķiedru lāzera metināšanas procesam. Pārklāšanās, sadursmes un šķautņu metinātie savienojumi veido dažādus savienojumus akumulatora iekšpusē. Izciļņa materiāla lāzera metināšana pie negatīvajiem un pozitīvajiem spailēm radīs iesaiņotu elektrisko kontaktu. Pēdējais akumulatora komplekta montāžas un metināšanas posms, tas ir, alumīnija kārbas savienojuma blīvējums, rada barjeru iekšējam elektrolītam. Tā kā paredzams, ka akumulators uzticami darbosies 10 gadus vai ilgāk, lāzermetināšanas izvēle vienmēr var būt kvalitatīva. Izmantojot pareizu optisko šķiedru lāzera metināšanas iekārtu un procesu, lāzera metināšana var pastāvīgi ražot augstas kvalitātes 3000 sērijas alumīnija sakausējuma šuves.
Precīza apstrāde un metināšana
Blīves, ko izmantoja kuģos, ķīmiskās pārstrādes rūpnīcās un farmācijas rūpniecībā, sākotnēji tika metinātas ar TIG. Tā kā šīs sastāvdaļas tiek izmantotas jutīgā vidē, tās tiek precīzi apstrādātas un slīpētas ar niķeļa bāzes sakausējuma materiāliem, kas ir izturīgi pret augstu temperatūru un ķīmisko koroziju. Partijas lielums parasti ir mazs, un iestatījumu skaits ir liels. Saprotams, ka šobrīd šo komponentu montāža ir uzlabota ar optiskās šķiedras lāzermetināšanu. Iemesli, kādēļ izmantot šķiedru lāzermetināšanu, lai aizstātu agrīno robotizētās loka metināšanas procesu, ir šādi: lāzera metināšanas kvalitāte ir nemainīga; To ir viegli pārveidot no vienas komponentu konfigurācijas citā, kas samazina iestatīšanas laiku un uzlabo izvadi; Izmaksas var samazināt, montējot lāzera izsekošanas sensoru, lai automatizētu lāzermetināšanas procesu.
Gāzes necaurlaidīga metināšana
Hermētiski noslēgta elektronika medicīnas ierīcēs, piemēram, elektrokardiostimulatoros un citās elektronikas ierīcēs, ir padarījusi šķiedru lāzermetināšanu par vēlamo procesu lietojumiem, kuriem nepieciešama visaugstākā uzticamība. Jaunākā gāzes necaurlaidīgā metināšanas procesa attīstība ir atrisinājusi problēmas, kas saistītas ar lāzermetināšanu un metināšanas gala punktu, kas ir galvenā pozīcija, lai pabeigtu gāzi necaurlaidīgu blīvējumu. Iepriekšējā lāzera metināšanas tehnoloģija radīs padziļinājumu beigu punktā, kad lāzera stars ir izslēgts, pat ja lāzera jauda ir samazināta. Uzlabotā lāzera stara vadība novērš ieplakas plānās un dziļās metinātās šuvēs. Rezultāts ir nemainīga metināšanas kvalitāte, nav porainības gala punktā, uzlabots izskats un uzticamāks blīvējums.
Aviācijas un kosmosa metināšana
Niķeļa un titāna bāzes aviācijas sakausējumu metināšanai ar šķiedru lāzeru ir jākontrolē metinājuma ģeometrija un metinājuma mikrostruktūra, tostarp jāsamazina porainība un jākontrolē graudu izmērs. Daudzos aviācijas un kosmosa lietojumos galvenais dizaina kritērijs ir metināto šuvju noguruma īpašības. Tāpēc projektēšanas inženieri gandrīz vienmēr norāda, ka metināšanas virsma ir izliekta vai nedaudz izliekta, lai uzlabotu metināšanas izturību. Šim nolūkam automatizētajam procesam tiek izmantota uzpildes līnija ar diametru 1,2 mm. Uzpildes stieples pievienošana sadursavienojumam radīs konsekventus kroņus augšējā un apakšējā ejā. Nodrošinot labu metinājuma mikrostruktūru, metināšanas stieples sakausējuma izvēle veicina arī metinājuma šuves mehāniskās īpašības.
Atšķirīga metāla metināšana
Iespēja ražot produktus, izmantojot dažādus metālus un sakausējumus, ievērojami uzlabo projektēšanas un ražošanas elastību. Gatavo izstrādājumu īpašību, piemēram, korozijas, nodiluma un karstumizturības optimizēšana, vienlaikus kontrolējot izmaksas, ir izplatīta motivācija dažādu metālu metināšanai. Piemērs ir nerūsējošā tērauda un cinkota tērauda savienošana. Pateicoties lieliskajai izturībai pret koroziju, 304 nerūsējošais tērauds un cinkots oglekļa tērauds ir plaši izmantoti dažādos lietojumos, piemēram, virtuves iekārtās un aviācijas komponentēs. Šis process rada dažas īpašas problēmas, jo īpaši tāpēc, ka cinka pārklājums radīs nopietnas metināšanas porainības problēmas. Metināšanas laikā tērauda un nerūsējošā tērauda kausēšanas enerģija iztvaiko cinku aptuveni 900 grādu temperatūrā, kas ir daudz zemāka par nerūsējošā tērauda kušanas temperatūru. Cinka zemā viršanas temperatūra izraisa tvaika veidošanos atslēgas cauruma metināšanas laikā. Mēģinot izkļūt no kausēta metāla, cinka tvaiki var palikt sacietējušajā metinātajā šuvē, izraisot metinājuma pārmērīgu porainību. Dažos gadījumos cinka tvaiki izplūst līdz ar metāla sacietēšanu, veidojot poras vai raupjumu uz metināšanas virsmas. Apdari un mehānisko metināšanu var viegli veikt, izmantojot atbilstošu savienojumu konstrukciju un lāzera procesa parametru izvēli. Nerūsējošā tērauda 304 šuvēm ar biezumu 0,6 mm un cinkota tērauda ar biezumu 0,5 mm nav plaisu vai poru uz augšējās un apakšējās virsmas.