Sok különböző módszer létezik a fémlemez hegesztésére, de a három közül a következőket fogjuk megvitatni: MIG (fém inert gáz), TIG (volfrám inert gáz) és lézeres hegesztés. Az alkalmazott módszer sok tényezőtől függ. Az alábbiakban felsoroljuk azokat a dolgokat, amelyeket figyelembe kell venni mindhárom módszer esetében.
MIG hegesztés:
Folyamat
A MIG Welding, más néven Gas Metal Arc Welding (GMAW), egy ívhegesztési eljárás, amely folyamatos tömör huzalelektródát használ. Egy hegesztőpisztolyon keresztül táplálják be, ahol az érintkező csúcsa elektromosan töltődik, így elegendő hő keletkezik a huzal megolvadásához, és egy hegesztési medencét vagy hegesztési tócsát hoz létre, amely összeköti a két darabot. A medencét védőgáz védi a környezeti szennyeződésektől, amelyek hibákat okozhatnak. A MIG a legjobb olyan projektekhez, ahol a kozmetika és a hegesztési varrat megjelenése minimális jelentőséggel bír a hegesztés során keletkező fröcskölés miatt.
Sebesség
A kézi hegesztési sebesség a 30"/perc tartományban van a varrat méretétől és helyétől függően. Robothegesztéssel növelhető a teljesítmény.
Anyagi megfontolások
Szénacélok(bevonattal és bevonat nélkül)
A gyorsaság miatt a MIG-hegesztés előnyösebb a szénacélok AWI-hegesztésével szemben. Olyan alkatrészek összeillesztésére is használják, amelyek nem illeszkednek szorosan egymáshoz. Gyakori hegesztési példa a külső sarokhegesztés, amelyet ki kell alakítani.
Rozsdamentes acéllemez
A rozsdamentes acéllemez hasonló a szénacélhoz, de általában impulzusos MIG hegesztést alkalmaz a fröccsenés csökkentésére. Az impulzusos MIG hegesztéssel nincs érintkezés az elektróda és a medence között. Az áramimpulzusok vagy váltakoznak magas és alacsony szint között, és minden impulzussal egy csepp olvadt fémet adnak az elektródáról a medencéhez.
AlumíniumFémlemez
Az alumínium is hasonló a szénacélhoz. Az impulzusos MIG gépet speciális segédgázzal használják a TIG-szerű hegesztési megjelenés érdekében. A fröcskölés és a por aggodalomra ad okot az alumíniumon, és általában meg kell tisztítani a hegesztés előtt a felületi lerakódás eltávolítása érdekében.
AWI hegesztés
Folyamat
A TIG-hegesztés, más néven gáz-volframíves hegesztés (GTAW), abban különbözik a MIG-hegesztéstől, hogy nem fogyó volfrámelektródát használ. Hőt ad a hegesztéshez a volfrámelektródában lévő elektromosságból létrehozott ívből. A töltőanyagot gyakran használják a varrat felépítésére és megerősítésére. A MIG-hegesztéshez hasonlóan a gázpajzs védi a tócsát a szennyeződésektől.
Sebesség
A TIG-sebesség 7" és 15"/perc közötti tartományban van, a filé méretétől, a töltőhuzal felhordásától stb.
Anyagi megfontolások
Szénacélok
A TIG hegesztést általában nem használják acélon. A sebesség miatt a MIG az előnyben részesített választás. A TIG azonban használható ott, ahol a MIG pisztoly mérete miatt nem lehet hozzáférni a hegesztéshez.
Rozsdamentes acélok
A TIG-t elsősorban rozsdamentes acélon használják a kozmetikai környezetben gyakran szükséges tiszta megjelenés miatt. Rozsdamentes AWI-hegesztéskor a hőbevitelt és a sebességet ellenőrizni kell, mert a rozsdamentes acél hajlamos az egyenetlen melegítés miatti deformálódásra. Ezt a vetemedési területet hőhatászónának nevezik. Általában nincs hegesztés utáni tisztítás, kivéve, ha az alkalmazás előírja, hogy a hegesztést a szomszédos anyaghoz igazodó ecsettel kell megkenni.
Alumínium
A TIG már évek óta az alapértelmezett eljárás az alumíniummal végzett munka során. Az impulzusos MIG hegesztés azonban jelentős előrelépést ért el a TIG megjelenésének összehangolásában számos alkalmazásban, beleértve a kozmetikai alkalmazásokat is. Vastagabb anyagon előmelegítési ciklusra lehet szükség a teljes hegesztési varrat behatolása érdekében. A sebesség általában sokkal lassabb, mint a MIG, mivel a hegesztési tócsához töltőanyagot kell hozzáadni.
Lézeres hegesztés
Folyamat
A lézeres hegesztés egy fúziós hegesztési eljárás, amely lézersugarat használ, hogy koncentrált hőforrást biztosítson, amely összeolvasztja az anyagokat. Nagyon szoros alkatrészillesztést igényel, ahol az alkatrészek közötti hézag nem haladhatja meg a 0,005-öt". A mai precíziós gyártóberendezések már képesek fenntartani a következetes lézerhegesztéshez szükséges tűréseket. A kívánt megjelenéstől függően előfordulhat, hogy nincs szükség gázárnyékolásra. A sebesség mellett a lézeres hegesztés előnyei közé tartozik a vékony, kis hegesztési varratok és az alacsony hőtorzulás, a lézer autogén (nincs hozzá töltőhuzal), így nagyon kevés hegesztési anyag halmozódik fel a hegesztendő alkatrészeket a többi eljárással szemben.
Hegesztési típusok
A lézeres hegesztéshez kétféle hegesztés létezik: kozmetikai (vagy vezetéses) és kulcslyuk. A kozmetikai varrat defókuszálja a lézert, hogy nagyon sima, széles hegesztést eredményezzen. A kulcslyuk-hegesztés átég az első anyagrétegen a második rétegbe. Ahogy az olvadt anyag lehűl, szilárd hegesztési kötést hoz létre. Kulcslyuk-hegesztést akkor használnak, ha a varrat kozmetikai megjelenése nem kritikus, de a hermetikus tömítés integritása szükséges.
Géptípusok
A jelenlegi lézerhegesztőket rövid vagy hosszú hullámhosszú gépekként határozzák meg, a fényspektrumon belüli megfelelő működési hullámhossz miatt. Néhány rövid hullámhosszú lézerforrás YAG, lemezes vagy szálas lézer. A hosszú hullámhosszú források általában CO2 típusú lézerek. A rövid hullámhosszú lézersugarak könnyebben abszorbeálódnak a szubsztrátumban, és ezért hatékonyabbak a fényenergia átvitelében. Minél több fényenergia nyelődik el, annál gyorsabban jut el a hordozó folyékony állapotba.
Sebesség
A lézerek robotszerű konzisztenciát biztosítanak percenként 50" és 80" közötti sebességgel.
Anyagi megfontolások
Szénacélok
Szénacélon kozmetikai és kulcslyukhegesztés is alkalmazható, szénacél pedig rövid és hosszú hullámhosszú gépekkel egyaránt. Mivel a lézeres hegesztés során az anyag felhalmozódása minimális, az acél alkatrészek közvetlenül a festéksorra kerülhetnek, minimális vagy hegesztés utáni tisztítás nélkül.
Rozsdamentes acélok
A rozsdamentes acél mindkét hegesztési típushoz alkalmas, és mindkét géptípuson használható. A termék alkalmazásától függően hegesztés utáni eljárásra lehet szükség a hőtónus eltávolítására. Ha a hegesztendő anyag szálcsiszolt rozsdamentes acél, akkor a kis hegesztési varratok miatt nem lenne szükség újraszemcsésítésre és keverésre. A rozsdamentes acél lézeres hegesztésének további előnye, hogy a lézeres varrat sebessége miatt a hőhatás zóna jelentősen csökken, vagy akár teljesen megszűnik. A kozmetikai követelmények szempontjából ez jelentős, mivel a készterméken már nincs eltorzító vetemedés.
Alumínium
Az alumínium hatékony hegesztéséhez rövid hullámhosszú gépet kell használni, mivel a hosszú hullámhosszú gépekhez képest kevesebb a sugár visszaverődése. Számos gép rendelkezik olyan sugárprofil-beállításokkal, amelyek lehetővé teszik a lézerrel, hogy egyenletes, tiszta hegesztést hozzon létre, amely nagyon hasonlít a TIG varrathoz. Az alumínium lehet kozmetikai és kulcslyukhegesztés is.
Bevonatos acélok
A bevonatos acélok (horganyzott, horganyzott) kihívást jelentenek a lézerhegesztés számára. Olyan esetekben, amikor a hegesztendő sarkok bevonat nélküliek, kozmetikai lézerhegesztés is lehetséges. A kulcslyuk-hegesztésnél azonban a bevonat és a hordozóanyag eltérő olvadáspontja tökéletlen hegesztést eredményez. Sok fröcskölés keletkezik, amikor a bevonat gázsá válik, és megszakítja a hegesztési tócsát. Mindkét géptípus alkalmas bevonatos acélok hegesztésére