Početkom 2000-ih godina laser velike snage prelazi u komercijalnu primjernu što je omogućilo izvođenje autogene laserske obrade na debelim pločama.  Za razliku od konvencionalnih postupaka, autogena laserska obrada velike snage pokazala je brojne prednosti poput niže radne temperature, veće brzine zavarivanja te dubljeg prodiranja.

 

Rani počeci konvencionalne primjene autogene laserske obrade debelih nehrđajućih čelika donijeli su i neke izazove. Tako je bilo izazovno postići zadovoljavajući izgled autogenih zavara na uzorku s debelom pločom. Tako neke uobičajene nesavršenosti koje se javljaju kod zavarenih spojeva, uključuju zavarene šavove u obliku glave čavala, prskanja, donje ispune i izbočine.

 

Autogena laserska obrada: izazovi u industrijskoj primjeni

Tijekom autogene laserske obrade zavar u obliku glave čavala ima širinu na gornjoj površini veću od širine na donjoj površini. Veća širina stvara loš izgled površine. Nadalje, dolazi do pukotina u zonama pod utjecajem topline koje su nastale na graničnim zonama. 

Prskanje je opći nedostatak koji odgovara nestalnom izgledu zavarenog šava. S jedne strane, iskre koje  padaju na površinu uzorka spaljuju površinski materijal i stvaraju loš izgled površine. S druge strane, izbacivanje iskre popraćeno je stvaranjem udubljenja, kratera i ispuha, što može ozbiljno umanjiti mehanička svojstva zavara materijala koji se obrađuje. 

Još uvijek je vrlo izazovno eliminirati loš izgled zavara kod autogene laserske obrade  debelih ploča nehrđajućeg čelika. Stoga postoje brojna istraživanja u svrhu poboljšanja izgleda šava tijekom autogene laserske obrade debelih ploča od nehrđajućeg čelika.

 

Utjecaj plinskog mlaza na formiranje šava u obliku glave čavala

Kod primjene plinskog mlaza, širina vara na gornjoj površini postaje uža, a zavar postaje dublji. Širina zavara na gornjoj površini najuža je kod primjene stražnjeg plinskog mlaza. Plinski mlaz dokida i izbacivanje iskri.

 

Utjecaj ulaznog kuta lasera na iskrenje

Kod okomito usmjerene laserske zrake, iskre nastaju i bivaju izbačene s metalnim kapljicama. Kada laserski snop zrači pod upadnim kutom od 10 stupnjeva prema unatrag, pare se izbacuju u smjeru zavarivanja uz iskrenje. Kao rezultat toga, širina zavara je uska. Kada laserski snop zrači upadnim kutom od 10 stupnjeva prema naprijed, pare se izbacuju u smjeru suprotnom od smjera zavarivanja. Pritom izostaje i iskrenje. Posljedično, izgled površine zavarenog spoja je bolji.

 

Autogena laserska obrada metala: najvažniji zaključci iz prakse

Zavar u obliku glave čavla potisnut je plinskim mlazom. Kada se koristi plinski mlaz, ulaz u ključaonicu je velik, a tok taline oko ulaza u ključaonicu stabilan. Otopljeni metal na stražnjoj strani ključaonice teče unatrag dovoljno brzo, a dubina je dublja od one bez plinskog mlaza.

Zavarivanje prema naprijed, pri čemu se laserska zraka ozračena upadnim kutom od 10 stupnjeva naprijed može koristiti za suzbijanje iskrenja. Kod prednjeg zavarivanja dio stupa taline je izvučen iz bazena taline duž stražnje stijenke ključaonice te je izvučen natrag bez stvaranja prskanja. Također je važno istaknuti da gravitacija značajno utječe na stvaranje podsipa i progiba korijena kod autogene obrade debelih ploča.

---