Spawanie laserowe było jednym z najwcześniejszych zastosowań przemysłowej obróbki laserowej materiałów. W większości wczesnych zastosowań lasery wytwarzały spoiny o wyższej jakości, co skutkowało zwiększoną produktywnością. Wraz z ewolucją klasy laserów dostępne są teraz źródła laserowe o większej mocy, różnych długościach fal i szerszym zakresie możliwości impulsowych. Oprócz tego dostarczanie wiązki, sprzęt i oprogramowanie do sterowania maszyną oraz czujniki procesowe przyczyniły się do nowych i lepszych osiągnięć w procesie spawania laserowego.
Spawanie laserowe oferuje wyjątkowe korzyści, w tym niskie wprowadzanie ciepła, wąskie strefy wtopienia i wpływu ciepła oraz doskonałe właściwości mechaniczne materiałów, które wcześniej były trudne do spawania przy użyciu procesów, które generowałyby duże wprowadzanie ciepła do części. Właściwości te skutkują mocniejszymi i bardziej estetycznymi spoinami utworzonymi przez spawanie laserowe. Ponadto spawanie laserowe wymaga znacznie krótszego czasu konfiguracji, a po dodaniu laserowych czujników śledzących można je zautomatyzować, co skutkuje niższymi kosztami produktu. Wszystkie te nowe technologie jeszcze bardziej poszerzają zakres zastosowań spawania laserowego. Spawanie laserem światłowodowym przy użyciu różnych metali, kształtów, rozmiarów i objętości części jest z powodzeniem stosowane w wielu gałęziach przemysłu.
Spawanie akumulatorowe
Spawanie laserowe stopów aluminium (zwykle serii 3000) i czystej miedzi w celu utworzenia styków elektrycznych z dodatnimi i ujemnymi biegunami akumulatora. Wszystkie materiały i kombinacje materiałów stosowane w akumulatorach są kandydatami do nowego procesu spawania laserem światłowodowym. Zachodzące na siebie, spawane doczołowo i pachwinowo złącza pozwalają na różnorodne połączenia w obrębie baterii. Spawanie laserowe materiału występu z elektrodą ujemną i dodatnią tworzy styk elektryczny w opakowaniu. Końcowy etap spawania zespołu akumulatorów, uszczelniający szwy aluminiowych puszek, tworzy barierę dla wewnętrznego elektrolitu.
Ponieważ oczekuje się, że akumulatory będą działać niezawodnie przez 10 lat lub dłużej, spawanie laserowe jest wybierane ze względu na niezmiennie wysoką jakość. Wykorzystując odpowiedni sprzęt i proces spawania laserem światłowodowym, spawanie laserowe konsekwentnie zapewnia wysokiej jakości spoiny na stopach aluminium serii 3000.
Precyzyjne spawanie procesowe
Uszczelnienia stosowane na statkach i rafineriach chemicznych oraz w przemyśle farmaceutycznym były pierwotnie spawane metodą TIG. Ponieważ są używane we wrażliwych środowiskach, komponenty te są precyzyjnie obrabiane i szlifowane z odpornych na wysokie temperatury i chemikalia stopów na bazie niklu. Rozmiary partii są zwykle małe, a ilości konfiguracyjne są duże. Rozumie się, że montaż tych komponentów został teraz ulepszony za pomocą spawania laserem światłowodowym.
Powody zastąpienia wcześniejszego zrobotyzowanego procesu spawania łukowego spawaniem laserem światłowodowym obejmują: stałą jakość spawania laserowego; łatwość zmiany konfiguracji jednego komponentu na inny, co skraca czas konfiguracji i poprawia przepustowość; i redukcje kosztów poprzez automatyzację procesu spawania laserowego poprzez montaż laserowych czujników śledzących.
Spawanie gazoszczelne
Hermetycznie zamknięta elektronika w urządzeniach medycznych, takich jak rozruszniki serca i inne urządzenia elektroniczne, sprawiła, że spawanie laserem światłowodowym stało się preferowanym procesem w zastosowaniach wymagających najwyższego poziomu niezawodności. Ostatnie postępy w procesach spawania hermetycznego dotyczyły kwestii związanych ze spawaniem laserowym i punktem końcowym spoiny, który jest krytycznym miejscem do wykonania hermetycznych uszczelnień.
Wcześniejsze techniki spawania laserowego powodowały zagłębienia w punkcie końcowym, gdy wiązka laserowa była wyłączona, nawet przy zmniejszonej mocy lasera. Zaawansowana kontrola wiązki laserowej eliminuje wgłębienia zarówno w cienkich, jak i głębokich spoinach. Rezultatem jest stała jakość spoiny bez porowatości w punkcie końcowym oraz lepszy wygląd i bardziej niezawodne uszczelnienie.
Spawanie różnych metali
Możliwość wytwarzania produktów przy użyciu różnych metali i stopów znacznie zwiększa elastyczność projektowania i produkcji. Optymalizacja właściwości gotowego produktu, takich jak odporność na korozję, zużycie i ciepło, przy jednoczesnej kontroli kosztów, jest częstą motywacją do wykonywania spawania różnych metali. Przykładem jest łączenie stali nierdzewnej i stali ocynkowanej. Ze względu na doskonałą odporność na korozję, stal nierdzewna 304 i ocynkowana stal węglowa były wykorzystywane w wielu różnych zastosowaniach, takich jak przybory kuchenne i komponenty lotnicze. Proces ten stwarza pewne szczególne wyzwania, między innymi dlatego, że powłoka cynkowa może stwarzać poważne problemy z porowatością spoiny.
Energia użyta do stopienia stali i stali nierdzewnej podczas procesu spawania powoduje odparowanie cynku w temperaturze około 900 stopni Celsjusza, czyli znacznie poniżej temperatury topnienia stali nierdzewnej. Niska temperatura wrzenia cynku powoduje powstawanie oparów podczas spawania otworów. Podczas próby ucieczki stopionego metalu opary cynku mogą zostać uwięzione w zakrzepłej spoinie, powodując nadmierną porowatość spoiny. W niektórych przypadkach opary cynku mogą wydostawać się podczas krzepnięcia metalu, tworząc porowatość lub szorstkość na powierzchni spoiny.
Przy odpowiednim zaprojektowaniu złącza i doborze parametrów procesu laserowego można łatwo wykonać wykańczanie i spawanie mechaniczne. Spoiny zakładkowe stali nierdzewnej 30}4 o grubości 0,6 mm i stali ocynkowanej o grubości 0,5 mm były wolne od pęknięć i porowatości zarówno na górnej, jak i dolnej powierzchni.
