Charakterystyka spawania metali pospolitych [Stal węglowa]

Spawanie laserowe nadaje się do spawania różnorodnych materiałów. Wysoka gęstość mocy lasera i duża prędkość spawania sprawiają, że spoina laserowa i strefa wpływu ciepła są bardzo małe. Skład chemiczny spoiny można dostosować do różnych wymagań struktury spoiny, a najlepszą jakość spoiny można uzyskać poprzez kontrolę parametrów spawania.

Stal węglowa

Stale niskowęglowe i niskostopowe charakteryzują się dobrą spawalnością, ale w przypadku stosowania spawania laserowego zawartość węgla w materiale (ekwiwalent węgla C) nie powinna przekraczać 0,25%.

Wzór obliczeniowy równoważnika węgla:

C=C%+Mn/6%+Ni/15%+Cr/13%+Cu/13%+Mo/4%

W przypadku materiałów o równoważniku węgla powyżej 0,3%, tendencja do pękania na zimno podczas spawania będzie wzrastać. Uwzględnienie w projekcie odpowiedniego skurczu spoiny sprzyja zmniejszeniu naprężeń szczątkowych i tendencji do pękania w spoinie i strefie wpływu ciepła. W przypadku spawania materiału o równoważniku węgla powyżej 0,3% i materiału o równoważniku węgla poniżej 0,3%, spawanie skośne jest korzystne, ponieważ ogranicza przemianę martenzytyczną i zmniejsza powstawanie pęknięć. W przypadku materiału o równoważniku węgla powyżej 0,3%, zmniejszenie szybkości hartowania może również zmniejszyć tendencję do pękania.

W przypadku stali ocynkowanej, ponieważ temperatura parowania cynku (903°C) jest znacznie niższa niż temperatura topnienia stali (1535°C), parowanie cynku podczas spawania powoduje powstawanie dużych porów w spoinie, co utrudnia spawanie laserowe, zwłaszcza spawanie z przetopem. Obecnie prowadzone są eksperymenty mające na celu ustawienie szczeliny 0,1 mm między materiałem górnym a dolnym, aby umożliwić odparowanie cynku. Jednak trudno jest wykorzystać ten luz w rzeczywistej produkcji.

Zawartość siarki i fosforu ma pewien wpływ na powstawanie pęknięć spawalniczych. Stal o zawartości siarki powyżej 0,04% lub fosforu powyżej 0,04% jest podatna na pękanie podczas spawania laserowego.

Powierzchnia stali węglowej ze względu na wysoką zawartość węgla na powierzchni jest podatna na powstawanie pęknięć krzepnięcia i pęknięć wwarstwa węglowa, zwykle nieodpowiednia do spawania laserowego.