ZVÁRANIE NÁS SPÁJA - Výskumný Ústav zváračský

ODBORNÉ ČLÁNKYZváranie laserom: póry, nerovnomerná húsenicaLaser welding: pores, blowholes, spit, humping beadObr. 6 Porovnanie spoja galvanizovaného materiálu zhotovenéholaserovo-oblúkovým hybridným zváraním (hore) a zváraním laserom (dole)– hrúbka zinkovej vrstvy 7,5 µmFig. 6 Comparison between LaserHybrid (upper picture) and Laser withoutfiller wire (lower picture) on galvanised materials (zinc layer thickness:7.5 microns)Obr. 7 Schéma spájkovania laseromLaser – laserový lúč, brazing seam – húsenica, drive unit – podávaciajednotka, brazing wire – spájka (drôt), shield gas – ochranný plyn, basematerial – zváraný materiál, brazing direction – smer spájkovaniaFig. 7 Schematic representation of the Laser Brazinghybridného zvárania pozinkovanýchplechov v porovnaní so zváranímlaserom). Možno ním zhotoviť ajnepriepustné (tesné) spoje pozinkovanýchoceľových plechov. Trebapoznamenať, že na rozdiel od konvenčnéholaserového zvárania, nie jenutné stanoviť vysoké nároky ani našírku zvarovej medzery – pri laserovo-oblúkovomhybridnom zváraní súzvárané diely ohrievané vo väčšompriestore a medzeru vyplní prídavnýmateriál.Ešte výhodnejšie je spájkovaniegalvanicky pokovených plechov.Zatiaľ čo sa v priebehu zvárania galvanickypokovený povrch oceľovýchplechov v okolí zvaru poškodí alebozničí, a tým je zvar a okolie zvarunáchylné na koróziu, spájkovaný spojnekoroduje. Vzhľadom na nízkytepelný príkon pri spájkovaní sazinok odparí len v úzkom páse bezprostrednevedľa húsenice spájkovanéhospoja (niekoľko desatín milimetra)a takto vďaka katodickejochrane zostane aj spoj chránenýproti korózii. Schéma laserovéhospájkovania je na obr. 7.Na základe vlastností a výhod preukázanýchpri laserovom spájkovaní,je tento proces určite zaujímavoualternatívou spájania, najmä v porovnanís konvenčným zváraním, a to ajnapriek tomu, že spájkovací drôt jepodstatne drahší ako zvárací drôt.Vďaka tomuto novému spájkovaciemuprocesu možno teraz spájať tentotyp pokovovaného materiálu, pričomsa plnia vysoké požiadavky nazhotovovaný spoj. Ako prídavný materiálsa obyčajne používa spájkovacídrôt na báze medi. K dispozícii súrôzne typy drôtov. Teplota taveniadvojfázových Cu-Si drôtov (napr. SG-CuSi3) sa pohybuje v rozpätí 950 až1050 °C. Iné typy spájkovacieho drôtuna báze medi s nízkou teplotoutavenia sú drôty SG-CuAl 8 a SG-CuSn. Cieľom nedávnych vývojovýchprác [14] v oblasti spájkovacích drôtovje zníženie teploty tavenia spájkya dosiahnutie špeciálnych metalurgickýcha pevnostných vlastnostíspájky spoja.Ohrevom spájkovacieho kovu (čo jeznámy rys tzv. laserového zváranias pridávaním horúceho drôtu –anglicky laser hot-wire process) sazvýši rýchlosť spájkovania a dosiahnesa lepšie zatekanie spájky.Makroštruktúra spájkovaného preplátovanéhospoja je na obr. 8 a makroštruktúralemového spoja na obr. 9.Obidva spoje sú zhotovené spájkouSG-CuSi3, drôtom priemeru 1,6 mm(DIN 1733). Základný materiál s hrúbkou1,5 a 0,8 mm je elektrolytickygalvanizovaný za studena valcovanýoceľový plech kvality DC04ZE+25/25(materiál čís. 1.0338). Tento materiálje pokovený z oboch strán zinkomhmotnosti 18 g/m 2 , čo predstavujehrúbku zinku cca 3 µm. Medza pevnostiv ťahu základného materiáluje 270 – 350 N/mm 2 , medza klzu220 N/mm 2 a ťažnosť 37 %.ROBOTIZOVANÉ PRACOVISKONA LASEROVO-OBLÚKOVÉHYBRIDNÉ ZVÁRANIEA SPÁJKOVANIEMedzi najdôležitejšie požiadavky kladenéna zváraciu (spájkovaciu) hlavicurobotizovanéhopracoviska (obr. 10)patria:– čo najmenšie rozmerya– dobrá prístupnosťk spájaným dielcom,najmä pri jejpoužití v automobilovompriemysle.Konštrukčné riešeniehlavice (obr. 11)musí umožniť jej po-Obr. 8 Laserom spájkovaný preplátovaný spoj(základný materiál DC04+ZE25/25; hrúbkaplechu 1,5 mm; spájka SG-CuSi3; rýchlosťspájkovania 3 m/min; prúd 206 A)Fig. 8 LaserBrazing; fillet weld on the lap joint(base material DC04+ZE25/25; plate thickness1.5 mm, filler material SG-CuSi3, brazing speed:3 m/min, current 206 A)Obr. 9 Laserom spájkovaný lemový spoj(základný materiál DC04+ZE25/25; hrúbkaplechu 0,8 mm; spájka SG-CuSi3; rýchlosťspájkovania 3 m/min; prúd 210 A)Fig. 9 Laser Brazing: fillet weld at flanged joint(base material DC04+ZE25/25; plate thickness0.8 mm, filler material SG-CuSi3, brazingspeed: 3 m/min, current 210 A)Obr. 10 Zostava robotizovaného pracoviska na laserovo-oblúkovéhybridné zváranieFig. 10 LaserHybrid robot welding systemZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 2/ 2007 53