Wytrzymałość spoin wykonanych spawaniem laserowym – testy, wyniki i analiza techniczna

Wytrzymałość spoin ze spawania laserowego – testy, wyniki i analiza ekspercka

Spawanie laserowe metali zyskuje coraz większą popularność w produkcji przemysłowej, gdzie kluczową rolę odgrywają szybkość, precyzja i jakość spoin. W naszym teście zbadaliśmy wytrzymałość spoin pachwinowych wykonanych przemysłową spawarką laserową FANTECH LWG 4.0 EXPERT i przeprowadziliśmy szczegółową analizę przekrojów makroskopowych. Wyniki zaskoczą nawet najbardziej wymagających specjalistów – spoiny laserowe 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 silnie skoncentrowaną wiązkę światła laserowego. Wiązka ta dostarcza energię bezpośrednio do szczeliny spoiny, powodując szybkie stopienie materiału i jego natychmiastowe zestalenie. Dzięki temu połączenie jest niezwykle precyzyjne, czyste i mocniejsze niż otaczający materiał bazowy.

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

Precyzja: Laser umożliwia bardzo wąską i dokładną spoinę, która minimalizuje wpływ ciepła na otaczający materiał.
Szybkość: Wyższa prędkość spawania oznacza krótszy czas produkcji i większą wydajność.
Jakość: Spoina jest gładka, jednolita i często nie wymaga dalszej obróbki.
Elastyczność: Metoda nadaje się do cienkich i grubszych materiałów, różnych rodzajów metali oraz ich kombinacji.

W praktyce oznacza to, że spawanie laserowe znajduje zastosowanie w wielu branżach – od przemysłu motoryzacyjnego, lotniczego, maszynowego, energetycznego, przez produkcję dla gastronomii i medycyny, aż po precyzyjne wyroby metalowe.

TEST 1: Analiza spoin na blasze 3 mm

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

Przetopienia były wystarczająco głębokie, aby zapewnić wytrzymałość i niezawodność połączenia.

Wyniki te potwierdzają, że spawanie laserowe nadaje się również do delikatniejszych konstrukcji, gdzie kluczowe jest minimalizowanie wpływu cieplnego na otaczający materiał.

TEST 2: Analiza spoin na blasze 8 mm

Nawet przy większej grubości materiału technologia laserowa zachowała zdolność do wykonania jednolitej i wytrzymałej spoiny.

Ma to kluczowe znaczenie szczególnie w konstrukcjach narażonych na duże obciążenia lub wibracje, gdzie jakiekolwiek wady wewnętrzne mogłyby prowadzić do awarii.

Jak przebiegał test wytrzymałości spoiny pachwinowej?

Użyty materiał i wyposażenie

Do testu wytrzymałości wykorzystano stalowe blachy S355 o grubości 6 mm.
Materiałem dodatkowym był drut G3Si o średnicy 1,2 mm.
Spoina została wykonana za pomocą spawarki laserowej FANTECH LWG 4.0 EXPERT o mocy 2000 W.

Ustawione parametry spawania

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

Parametry zostały dobrane tak, aby odzwierciedlały typowe warunki produkcji elementów, gdzie liczy się zarówno jakość połączenia, jak i szybkość pracy.

Cel testu

Głównym celem było sprawdzenie, czy spoiny pachwinowe wytrzymują wysokie siły rozciągające i spełniają wymagania zastosowań w wymagających warunkach przemysłowych. Jednocześnie chcieliśmy zweryfikować, czy technologia laserowa zapewnia wytrzymałość porównywalną lub wyższą niż tradycyjne metody spawania.

Wyniki próby rozciągania

Testy przeprowadzono w akredytowanym laboratorium. Podczas obciążania próbek w obu przypadkach doszło do pęknięcia poza strefą spoiny – konkretnie do zerwania materiału bazowego.

Zmierzona wytrzymałość

Próbka 1: 549 MPa
Próbka 2: 540 MPa

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

Foto: Wynik próby rozciągania – Pęknięcie materiału bazowego poza strefą spoiny potwierdza wysoką wytrzymałość połączenia laserowego.

Interpretacja wyników jest jednoznaczna

Wytrzymałość spoiny była wyższa niż wytrzymałość materiału bazowego. Potwierdza to, że przy odpowiednio dobranych parametrach spawanie laserowe pozwala uzyskać wyjątkowo trwałe połączenie.

Przekrój makroskopowy spoiny pachwinowej wykonanej spawarką laserową FANTECH na blasze 3 mm przy mocy 900 W

Foto: Przekrój makroskopowy spoiny pachwinowej na stalowej blasze 3 mm – jednorodna struktura bez widocznych wad przy mocy 900 W.

Przekroje makroskopowe spoin pachwinowych – spojrzenie do wnętrza struktury

Aby ocenić jakość połączeń nie tylko pod kątem wytrzymałości mechanicznej, ale również pod względem struktury metalurgicznej, wykonano przekroje makroskopowe. Umożliwiają one szczegółowy wgląd w wewnętrzną spójność i przetop spoiny.

Przekrój makroskopowy spoiny pachwinowej wykonanej spawarką laserową FANTECH na stalowej blasze 8 mm

Foto: Przekrój makroskopowy spoiny pachwinowej na stalowej blasze 8 mm – jednolite i trwałe połączenie nawet przy większej grubości materiału.

Wpływ szerokości i mocy na głębokość przetopu

Porównano dwie spoiny pachwinowe wykonane przy różnych parametrach:

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

Ciekawostką jest, że nawet przy niższej mocy prawa spoina miała głębszy przetop. Powodem jest bardziej skoncentrowane dostarczenie energii do węższego obszaru, co umożliwia efektywniejsze nagrzanie materiału na większą głębokość.

Kluczowe wnioski z testu

Spoiny laserowe mogą mieć wytrzymałość wyższą niż materiał bazowy.
Technologia nadaje się do różnych grubości materiału – od cienkich blach po grubsze elementy.
Jakość przetopu jest istotnie zależna od szerokości spoiny i ustawień mocy.

Kiedy warto wybrać spawanie laserowe do swojego projektu?

Spawanie laserowe to idealny wybór, jeśli:

Wymagasz wysokiej precyzji i estetyki połączenia.
Chcesz zminimalizować strefę wpływu ciepła.
Pracujesz z wymagającymi materiałami lub kombinacjami metali.
Szukasz wydajnej metody do produkcji seryjnej.

Możliwość praktycznej prezentacji w showroomach FANTECH

Dla zainteresowanych oferujemy możliwość zobaczenia spawarki laserowej FANTECH LWG 4.0 EXPERT w akcji. W naszych showroomach możesz na żywo obserwować proces spawania lub skonsultować swoje wymagania z naszym przedstawicielem handlowym albo specjalistą ds. spawania.

Spawanie laserowe = nieunikniona przyszłość

Spawanie laserowe okazuje się niezawodną i uniwersalną metodą odpowiednią dla szerokiego zakresu zastosowań przemysłowych. Nasze testy wykazały, że przy odpowiednio dobranych parametrach można uzyskać spoiny o wytrzymałości przewyższającej sam materiał bazowy.
Dla firm poszukujących technologii łączącej szybkość, precyzję i jakość, spawanie laserowe to logiczny krok naprzód.