Roostevaba teras on materjalilahendus, mida kasutatakse paljudes rakendustes, kuna sellel on korrosioonikindlus, kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikindlus ja tugevus. Eraldi roostevabast terasest detailide ühendamine suure võimsusega keevitusprotsessiga on paljudes autotööstuses, meditsiinis ning sõjalises ja kosmosetööstuses (MIL/AERO) kasutatavates rakendustes eelistatud muudele keevitus- või adhesioonimeetoditele, kuna laserkeevisliited pakuvad suurimat tugevust ja mitmesuguseid muid kasu. Nende hulka kuuluvad:
Väike HAZ-ala:Roostevabast terasest liigendid peavad sageli olema mitte ainult tugevad, vaid sageli ka kosmeetiliselt puhtad. Laser pakub väikseimat kuumusest mõjutatud tsooni ehk "HAZ". See muudab laserkeevitamise ideaalseks ka keerukate keevitusmustriga toodete jaoks või siis, kui keevitatavale alale on raske ligi pääseda. Kuna laserkiirt saab nii täpselt teravustada, on väiksem ka ümbritsevate pindade kahjustamise, täppide tekitamise või deformatsiooni tõenäosus.
Puhas protsess:Kuna laserkeevitus on lihtsalt metallide sulatamine, pole (tavaliselt) vaja täitematerjale ega kaasne täiendavaid keskkonnariske. See muudab laserkeevitamise sageli kõige kuluefektiivsemaks ja keskkonnasõbralikumaks võimaluseks. Lõpptoodetes, nagu meditsiiniseadmetes ja kirurgilistes rakendustes kasutatavad roostevabast terasest torud, tagab laseri üldine puhtus, et tooted tarnitakse saasteainete ja rästideta.
Vähem korrosiooni:Tavalises TIG või MIG keevitamises sisaldab keevitamiseks kasutatav elektrood vähesel määral niiskust. Keevitussoojus põhjustab vee kiiret lagunemist ja seda tehes eraldub vesinik, mis siseneb metalli, muutes selle hapraks. Kuna laserkeevitus ei toetu soojusjuhtimiseks elektroodile, puudub iseenesliku korrosiooni oht.
Täpsus:Väljundvõimsus, keevisõmbluse suurus, keevisõmbluse sügavus, keevisõmbluse kiirus ja laserkiire rada roostevabast terasest pinnal on kõik hästi kontrollitavad. Tulemuseks on väga täpne keevisõmblus. Tänu sellele optimaalsele juhtimisele saab ka kõige õhemaid roostevaba terase lehti laserkeevitada.
Vähendatud termilised moonutused:Roostevaba terase laserkeevitamise lisaeelis on tavapäraste keevitustehnikatega võrreldes väiksemad termilised moonutused ja jääkpinged. See on eriti oluline roostevaba terase puhul, mille soojuspaisumine on 50% suurem kui tavalisel süsinikterasel.
Automatiseerimine:Kõrgelt kontrollitud protsessi eeliseks on ka see, et laserkeevitus on hästi programmeeritav ja robotiseeritud. Kuna seda on lihtsam automatiseerida võrreldes metalli inertgaasi (MIG)* või volframi inertgaasi (TIG)* keevitusmeetoditega, on võimalik saavutada suurem korratavus ja kiirem läbilaskevõime.
Nelja tüüpi roostevabast terasest materjali mõistmine
Roostevaba terast kirjeldatakse vastavalt iga tüübi materjali omadustele. Need on laserkeevituse kaalutlused ja nõuded igaühe jaoks.
Austeniitsed roostevabad terased
300-seeria roostevaba teras on austeniitsest roostevabast terasest. Neid roostevaba terasid kasutatakse rakendustes, mis nõuavad korrosioonikindlust ja tugevust ning kui kaalutakse suhtelisi t termilisi moonutusi. 300-seeria roostevaba terast võib leida paljudes rakendustes nafta-, transpordi-, keemia- ja elektritööstuses. Need roostevabad terased on eriti kasulikud kõrge temperatuuriga keskkondades. See roostevaba terase seeria sobib nii impulss- kui ka pidevlaine (CW) laserkeevitamiseks. Laserkeevitusega roostevaba teras tagab enamiku austeniitsete roostevabade teraste madalama soojusjuhtivuse tõttu veidi parema keevisõmbluse läbitungimissügavuse ja suurema keevituskiiruse võrreldes madala süsinikusisaldusega terastega. Laserkeevituse suuremad kiirused on kasulikud ka korrosioonitundlikkuse vähendamisel, mis on põhjustatud kroomkarbiidide sadenemisest terade piiridel. Kroomkarbiidide sadenemine võib tekkida, kui soojuse sisend on keevitusprotsesside ajal liiga kõrge.
Ferriitsed roostevabad terased
Roostevaba terase ferriitne 400 seeria sisaldab tavaliselt vähe või üldse mitte niklit ja neil ei ole austeniitsete klassidega võrreldes nii hea laserkeevitatavus. Ferriitse roostevaba terase klasside laserkeevitus halvendab mõnel juhul liigeste sitkust ja korrosioonikindlust. Sitkuse vähenemine on osaliselt tingitud jämedate terade moodustumisest kuumuse mõjupiirkonnas ja martensiidi moodustumisest, mis esineb kõrgema süsinikusisaldusega klassides. Kuummõjutatud tsoonil võib olla kõrgem kõvadus tänu kiirele jahutuskiirusele, mis suurendab rabedust.
Martensiitsed roostevabad terased
The martensitic 400 series of stainless steel is more challenging to laser weld than the austenitic and ferritic grades. Laser welding high carbon martensitic grades (>{{0}},15% süsinik) võib põhjustada materjali hapraks muutumist kuumusest mõjutatud tsoonis. Kui keevitada martensiitsest roostevaba terast süsinikusisaldusega üle 0,1%, võib austeniitsest roostevabast terasest täitematerjali kasutamine parandada keevisõmbluse tugevust ja vähendada vastuvõtlikkust pragude tekkeks, kuid ei saa vähendada rabedust kuumusest mõjutatud piirkonnas. Materjali eelkuumutamine enne keevitamist või materjali karastamine 650-750 kraadi juures pärast laserkeevitust aitab vähendada rabedust kuumusest mõjutatud tsoonis.
Duplex roostevaba teras
Dupleksroostevabad terased on austeniit-ferriitsete roostevabade teraste segu. Neid roostevaba teraseid iseloomustab kahefaasiline mikrostruktuur, mis sisaldab austeniiti ja ferriiti. Austeniidi ja ferriidi mahuosa on ligikaudu võrdne. Peamised legeerivad elemendid on kroom, nikkel ja molübdeen. Dupleksroostevaba teras on tavaliselt ka legeeritud väikese koguse lämmastikuga. Dupleksmaterjal on üldiselt heade tulemustega keevitatav.