Технология лазерной сварки

Технология лазерной сварки широко используется современной промышленностью для обработки металлов и других материалов. В качестве энергетического источника здесь используется мощное излучение, сформированное оптической системой в тонкий луч. С его помощью создается прочное соединение деталей из одинаковых и разных металлов, сплавов. Получается тонкий, но прочный шов высокого качества. Такие станки могут использоваться не только для сваривания заготовок, но и для нанесения на изделия маркировки, штрих-кодов, изображений. Познакомимся с особенностями и преимуществами лазерной сварки более подробно.

Особенности технологии

Лазерная сварка предполагает направление мощного потока энергии в одну точку на контакте соединяемых деталей. Он поглощается металлом, который поглощает плотность мощности излучения, достаточную для начала процесса плавления или испарения металла с поверхности.

В отличие от светового пучка, луч лазера отличается:

  1. Направленностью. Это позволяет сосредотачивать в одной точке всю энергию, которая потребуется для образования сварочной ванны.
  2. Высокой монохроматичностью. Это позволяет достигнуть высокой спектральной плотности излучения. Например, для типичного лазера с выходной мощностью 1 Вт и длинной волны λ = 500 нм спектральная плотность мощности на единице поверхности равна 2,6×10^7 Вт/см^2. Для сравнения аналогичная величина для солнечного света равна 1,3×10^-4 Вт/см^2.
  3. Когерентностью. Такая особенность позволяет эффективно складывать оптическое излучение для большей мощности накачки и/или выходного сигнала.

Чтобы максимально использовать свойства лазерного излучения, в конструкции станков предусмотрены оптические резонаторы. С их помощью можно увеличивать или уменьшать мощность, приходящуюся на единицу площади.

Оборудование, применяемое для сварки лазером, отличается техническими характеристиками и активной средой в резонаторе, в которой генерируется излучение. Исходя из этого параметра выделяют станки с газовыми, оптоволоконными и твердотельными излучателями. Первые формируют разряд в газовой среде (Например, в смеси углекислого газа, азота и водорода для CO2 лазера) под воздействием электрического тока. Во второй модификации станков используется легированное оптическое волокно, волноводы накачки и резонаторы. В твердотельных лазерах излучение формируется на кристаллах. Может использоваться, например, искусственный рубин, легированный редкоземельными элементами.

Преимущества лазерной сварки

Сварка лазером наделена существенными преимуществами в сравнении с классическими методами соединения заготовок:

  • Есть возможность точно дозировать энергию, поступающую в точку соединения заготовок. Диапазон корректировок очень широкий, что позволяет качественно сваривать детали из разных материалов.
  • Высокая эффективность при работах с изделиями любых форм, размеров. Термическое воздействие лазерного луча проникает внутрь деталей и не расходится в ширину. Обеспечивает точечное соединение без деформации соседних структур. Особенно это актуально при соединении деталей малых размеров.
  • Возможность проникновения луча в труднодоступные места. Технология лазерной сварки предполагает применение системы зеркал, отражателей. Благодаря им луч попадает в любые уголки.
  • Высокая скорость работ с сохранением точности и качества готовой продукции. Работают станки под управлением программного комплекса. Исключается человеческий фактор.

Также к достоинствам стоит отнести высокую производительность, минимальные требования к финишной обработке, низкую себестоимость. Все эти особенности расширяют сферу применения лазерной сварки, приводят к тому, что она постепенно вытесняет классические методы соединения деталей.

Оцените статью
Tutsvarka.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.