Nowoczesne metody spawania umożliwiają precyzyjne i trwałe połączenie powierzchni różnych materiałów przy uzyskaniu wysokiej wydajności całego procesu. Dziś w wielu sektorach przemysłu wykorzystuje się spawanie hybrydowe, które łączy w sobie cechy spawania laserowego oraz GMA. Czym dokładnie charakteryzuje się ta technologia i gdzie warto ją zastosować?
W trakcie spawania zespoleniu ulegają dwa materiały dzięki nagrzaniu oraz stopieniu powierzchni w miejscu ich styku przy użyciu (lub nie) spoiwa spawalniczego. Proces ten przyczynia się do ich trwałego połączenia i na większą skalę wykorzystywany jest w przemyśle. Istnieje kilka technik spawania, które pozwalają osiągnąć zadowalające rezultaty, jednak różnią się między sobą przeznaczeniem, wytrzymałością spoiw oraz możliwością wystąpienia deformacji materiału. Jedną z nowocześniejszych metod łączenia metali o wysokiej efektywności jest spawanie hybrydowe powstałe na podstawie dwóch tradycyjnych technik spawalniczych.
Spawanie hybrydowe (ang. Hybrid Laser-Arc Welding, HLAW) to metoda, która łączy cechy spawania GMA (łukowego z elektrodą topliwą) oraz laserowego i umożliwia uzyskanie w trakcie jednego procesu efektów typowych dla dwóch technik stosowanych po kolei. Przy pomocy wiązki lasera skierowanej na materiał w miejscu łączenia powstaje głębokie wtopienie, natomiast dzięki wykorzystaniu drutu elektrodowego szczelina zostaje wypełniona stopionym materiałem. Niski udział energii liniowej niweluje wystąpienie odkształceń i deformacji, natomiast niewielka szybkość chłodzenia zapewnia większą elastyczność i trwałość złącza i spoiny.
Przeczytaj także: Jakie są najczęściej występoujące wady i niezgodności spoin?
Uniwersalny charakter metody przekłada się na jej wszechstronne zastosowanie i możliwość usprawnienia niektórych procesów technologicznych w zakładach produkcyjnych. Spawanie hybrydowe najlepiej sprawdza się przy zespalaniu materiałów o stosunkowo dużej grubości, ponieważ dzięki połączeniu dwóch technik czas procesu może zostać skrócony do minimum. Metodę stosuje się najczęściej przy łączeniu metali, takich jak stal, aluminium i jego stopy oraz stopy niklu z chromem, dlatego ma duży udział w przemyśle samochodowym (scalanie elementów karoserii) oraz stoczniowym (łączenie części okrętów). Technika cieszy się również popularnością wśród producentów rur oraz rurociągów.
Za wykorzystaniem spawania hybrydowego przemawia szybkość i skuteczność procesu. W porównaniu do techniki polegającej na zastosowaniu jedynie wiązki laserowej spawanie hybrydowe pozwala uzyskać podobne efekty w czasie o połowę krótszym (przy zachowaniu głębokiego wtopienia i wąskiej szczeliny). Istnieje również mniejsze ryzyko powstania odkształceń i naprężeń spawalniczych – zespolony materiał cechuje się wysoką wytrzymałością. Ponadto do powstania trwałego złącza wystarczy mniejsza liczba ściegów niż stosowana w tradycyjnych technikach spawania. Spawanie hybrydowe pozwala również obniżyć koszty produkcji dzięki mniejszej wrażliwości na dopasowanie poszczególnych elementów konstrukcji.
Spawanie techniką wiązki laserowej pozwala osiągnąć wysoką efektywność, jednak jego przebieg wymaga większej precyzji i nakładu pracy. Między elementami przeznaczonymi do zespolenia nie powinna pojawić się żadna szczelina, co stanowi niedogodność podczas łączenia wielkogabarytowych elementów – każda część musi ściśle do siebie przylegać. Przy spawaniu GMA natomiast głębokość wcięcia nie pozwala na uzyskanie tak trwałych złączy, a większy udział energii przy pracy z łukiem zwiększa prawdopodobieństwo konieczności dodatkowej obróbki z powodu powstania odkształceń.Spawania hybrydowe zapobiega niechcianych skutkom dwóch technik oraz sprawia, że procesy się wzajemnie uzupełniają i wykazują większą stabilność. W wyniku wzajemnego oddziaływania końcowy rezultat przekłada się na brak niepożądanych efektów i wysoką jakość spawanych elementów.