Лазерная сварка

Лазерная сварка

это высокотехнологический процесс нагрева и плавки металла, который производиться с помощью лазера.

В последнее время лазерная сварка пользуется большим спросом, поскольку является единственным подходящим вариантом в определенных ситуациях по сварке материалов и изделий.

Плотность мощности лазера превосходит традиционные сварочные источники, включая электронный луч. Одним из важных преимуществ лазерного излучения есть также возможность его легкого транспортирования на значительные расстояния с помощью оптических систем.

Источником лазерного излучения служат оптические квантовые генераторы. Это излучение возникает в результате генерации квантов света атомами активного вещества, предварительно приведенных в возбужденное состояние. Возбужденное состояние атомов может достигаться различными способами: за счет световой энергии, энергии химических реакций, электрического разряда в газах, облучением электронным лучом и т.д.

Для лазерной сварки применяют генераторы с использованием в качестве активного тела кристалла рубина (оксид алюминия, в котором часть атомов защищена атомами хрома - до 0,5%), а также углекислого газа т.е. твердотельный или газовый лазер.

Газовый и твердотельный лазер

Газовый лазер

Газовый лазер характеризуется своей мощностью, поскольку его телом есть газ. Газ перекачивается в газовую трубу с баллонов при помощи насоса. Чтоб газ энергетически возбуждался, используют электрический разряд, который проводят между электродами. Электроды подключаются к блоку питания, а на торцы устанавливаются зеркала. Лазер охлаждается с помощью водяной системы. Главный минус лазера с продольной прокачкой - это большие размеры.

Более удобными размерами характеризуется лазер, который прокачивает газ поперечной прокачкой.

Одним из самых мощных есть газодинамический лазер. Во время его работы газ нагревается до высокой температуры.

Твердотельный лазер

Телом твердотельного лазера является рубиновый стержень стекла с примесью неодима. Чтоб возбудить атом используют лампу накачки, которая создаёт сильную вспышку света. Как и в газовом, так и в твердотельном лазере зеркала расположены на торцах. Луч много раз отражается в рубиновом стержне, усиливается и через частично прозрачное зеркало выходит. Такой лазер не характеризуется сильной мощностью. И сваривает в основном небольшие детали, имеющие небольшую толщину.

Достоинством сварочных работ с использованием твердотельного лазера является способность давать точную дозу энергии. В результате чего соединения на маленьких деталях производиться очень точно и качественно.

Преимущества и недостатки лазерной сварки

Преимущества лазерной сварки

Лазерная сварка имеет ряд очень важных преимуществ, по сравнению с другими способами сварки:

• зона термического влияния имеет узкую зону, поскольку сварка производится с высокой скоростью нагрева и охлаждения, которые также снижают неблагоприятные изменения структуры и свойств металла в ней;
• в сравнении с электронно-лучевой сваркой, лазерная сварка не требует использования вакуумных камер, что значительно сокращает время на выполнение работ и снимает ограничение габаритов изделий;
• острая фокусировка луча и возможность передачи его на значительные расстояния дает возможность сваривать в тяжело доступных местах;
• лазерная установка может использоваться для сварки на нескольких рабочих местах, поскольку луч лазера можно отклонять с помощью зеркала;
• не происходит деформация изделий, если есть, то небольшая. Высокая концентрация энергии дает возможность получать ширину сварных швов в 2-5 раза меньше, с большим на порядок соотношением глубины провара к ширине шва, что дает возможность уменьшить деформацию деталей до 10 раз.

Недостатки лазерной сварки

Помимо всех достоинств, лазерная сварка имеет и свои недостатки:

• высокая стоимость оборудования;
• низкий коэффициент полезного действия установок;
• сложность конструкции установки для лазерной сварки.