Wytrzymałość spoin spawanych laserowo – testy, wyniki i analiza ekspertów

Wytrzymałość spoin spawanych laserowo – testy, wyniki i analiza ekspertów

Spawanie laserowe metali zdobywa coraz większą popularność w produkcji przemysłowej, gdzie kluczowe znaczenie mają szybkość, precyzja i jakość połączeń. W naszym teście zbadaliśmy wytrzymałość spoin pachwinowych wykonanych przemysłową spawarką laserową FANTECH LWG 4.0 EXPERT oraz przeprowadziliśmy szczegółową analizę makroskopową. Wyniki zaskoczą nawet najbardziej wymagających specjalistów – spoiny powstałe przy spawaniu laserowym wykazały wyjątkową trwałość i jakość spełniającą wymagania zaawansowanych zastosowań przemysłowych.

Co znajdziesz w artykule:

SPAWARKA LASEROWA FANTECH LWG 4.0 EXPERT

Spawanie laserowe i jego zalety w przemyśle

Spawanie laserowe to metoda łączenia metali, która wykorzystuje wysoko skoncentrowaną wiązkę światła laserowego. Wiązka laserowa dostarcza energię bezpośrednio do obszaru spoiny, powodując szybkie stopienie materiału oraz jego kontrolowaną solidyfikację. W rezultacie uzyskuje się połączenie o wysokiej precyzji, czystości i wytrzymałości często przewyższającej materiał bazowy.

W porównaniu z konwencjonalnymi metodami, takimi jak spawanie MIG/MAG czy TIG, laser oferuje szereg istotnych korzyści:

Precyzja: Laser umożliwia uzyskanie bardzo wąskich, dokładnych spoin, minimalizując wpływ ciepła na materiał i ograniczając odkształcenia w strefie wpływu ciepła.
Szybkość: Wyższa prędkość spawania skraca czas cyklu produkcyjnego, zwiększając efektywność procesów wytwarzania.
Jakość: Spoiny są gładkie, jednolite i często nie wymagają dalszej obróbki.
Elastyczność: Metoda nadaje się do łączenia zarówno cienkich, jak i grubych materiałów, a także różnych typów metali i ich kombinacji, w tym materiałów trudnospawanych.

W praktyce spawanie laserowe znajduje zastosowanie m.in. w motoryzacji, lotnictwie, przemyśle maszynowym, energetyce, produkcji urządzeń gastronomicznych, medycynie czy precyzyjnej obróbce metalu.

TEST 1: Analiza spoin na blachach 3 mm

Przy mocy 900 W uzyskano na cieńszych blachach spoiny o jednorodnej strukturze, bez widocznych wad.

Przetop był wystarczająco głęboki, by zapewnić wytrzymałość i niezawodność połączenia.

Wyniki te potwierdzają, że spawanie laserowe sprawdza się także w delikatniejszych konstrukcjach, gdzie minimalizacja wpływu cieplnego jest kluczowa.

TEST 2: Analiza spoin na blachach 8 mm

Nawet przy większej grubości materiału technologia laserowa zachowała zdolność tworzenia jednolitej, mocnej spoiny.

Jest to kluczowe w konstrukcjach narażonych na obciążenia i wibracje, gdzie wady wewnętrzne mogą prowadzić do uszkodzeń.

Jak przebiegał test wytrzymałości spoin narożnych?

Zastosowane materiały i wyposażenie

Do testów wykorzystano blachy stalowe S355 o grubości 6 mm.
Jako materiał dodatkowy użyto drutu G3Si o średnicy 1,2 mm.
Spoiny wykonano przy użyciu spawarki laserowej FANTECH LWG 4.0 EXPERT o mocy 2000 W.

Parametry spawania

Moc: 1750 W
Oscylacja: 4 mm
Prędkość spawania: 60 cm/min

Parametry zostały dobrane tak, aby odpowiadały realiom przemysłowej produkcji – z naciskiem na jakość oraz szybkość wykonania.

Cel testu

Głównym celem było sprawdzenie, czy spoiny pachwinowe wytrzymają wysokie obciążenia rozciągające oraz czy spełniają wymagania stosowania w wymagających zastosowaniach przemysłowych. Równocześnie weryfikowano, czy technologia spawania laserowego zapewnia wytrzymałość spoin porównywalną lub wyższą niż w przypadku tradycyjnych metod spawania.

Wyniki próby rozciągania

Badania przeprowadzono w akredytowanym laboratorium. Podczas obciążania próbek w obu przypadkach nastąpiło pęknięcie poza obszarem spoiny, tj. zerwanie materiału bazowego.

Zarejestrowane wartości

Próbka 1: 549 MPa
Próbka 2: 540 MPa

Wynik próby rozciągania spoiny narożnej wykonanej spawarką laserową FANTECH LWG 4.0 EXPERT

Foto: Wynik próby rozciągania – zerwanie poza obszarem spoiny potwierdza wysoką wytrzymałość połączenia.

Interpretacja jest jednoznaczna

Spoiny były mocniejsze niż sam materiał bazowy. To potwierdza, że przy odpowiednich ustawieniach spawanie laserowe może tworzyć wyjątkowo trwałe połączenia.

Foto: Makroprzekrój spoiny pachwinowej na blachach stalowych 3 mm – jednorodna struktura bez wad przy mocy 900 W.

Makroprzekroje spoin pachwinowych – analiza struktury wewnętrznej

Aby ocenić jakość spoin nie tylko pod kątem wytrzymałości mechanicznej, ale również struktury metalurgicznej, wykonano makroprzekroje. Pozwalają one na szczegółową ocenę spójności wewnętrznej spoiny oraz stopnia przetopu materiału.

Makrořez laserového koutového svaru svářečkou FANTECH na 8mm ocelovém plechu

Foto: Makroprzekrój spoiny pachwinowej na blachach stalowych 8 mm – jednolite i trwałe połączenie nawet przy większej grubości.

Wpływ szerokości i mocy na przetop

Porównano dwie spoiny narożne wykonane przy różnych ustawieniach:

Lewa spoina: moc 1750 W, szerokość 4 mm
Prawa spoina: moc 1400 W, szerokość 2 mm

Ciekawostką jest, że mimo niższej mocy, prawa spoina miała głębszy przetop – dzięki bardziej skoncentrowanej energii na mniejszej powierzchni.

Kluczowe wnioski z testów

Spoiny laserowe mogą być mocniejsze niż materiał bazowy.
Technologia nadaje się do różnych grubości – od cienkich blach po grubsze elementy.
Jakość przetopu zależy od szerokości spoiny i ustawień mocy.

Kiedy wybrać spawanie laserowe do swojego projektu?

Spawanie laserowe to idealny wybór, gdy:

Wymagasz wysokiej precyzji i estetyki połączeń.
Konieczne jest ograniczenie strefy wpływu ciepła.
Pracuje się z trudnymi w obróbce materiałami lub kombinacjami metali.
Szukasz efektywnej technologii do produkcji seryjnej.

Możliwość demonstracji na żywo w showroomach FANTECH

Dla osób zainteresowanych oferujemy możliwość osobistego przetestowania spawarki laserowej FANTECH LWG 4.0 EXPERT w akcji. W naszych showroomach można na żywo śledzić proces spawania, poznając jego precyzję, szybkość i jakość spoin. Dodatkowo istnieje możliwość omówienia specyficznych wymagań projektowych z naszym przedstawicielem handlowym lub specjalistą ds. spawalnictwa, co pozwala na dopasowanie parametrów procesu do indywidualnych potrzeb produkcyjnych.

Spawanie laserowe – przyszłość przemysłu już dziś

Spawanie laserowe okazuje się niezawodną i wszechstronną metodą dla szerokiej gamy zastosowań przemysłowych. Nasze testy wykazały, że przy prawidłowej konfiguracji parametrów możliwe jest uzyskanie spoin o wytrzymałości większej niż sam materiał bazowy.
Dla firm szukających połączenia szybkości, precyzji i jakości – spawanie laserowe to logiczny krok naprzód.