Проще говоря, лазерная сварка — это метод, при котором лазерный луч используется для соединения двух металлов или даже термопластов. Поскольку лазерный луч является концентрированным источником тепла, сварка может быть выполнена при очень высоких температурах и в кратчайшие сроки. Лазерный луч также позволяет сваривать толстые материалы.
Типичная лазерная сварка рассчитана на работу в двух режимах. Это режим сварки https://laser-form.ru/technologies/lazernaya-svarka-metalla-nerzhaveyushchey-stali-titana/ с ограниченной проводимостью и режим сварки замочной скважины. Разница между этими режимами основана на мощности и плотности лазерного луча.
Лазерный луч известен своей самой высокой концентрацией энергии. Именно поэтому он способен легко и эффективно работать с различными материалами. Луч равномерный и работает на одной частоте.
Краткая история лазерной сварки
Хотя сварка, в целом, может показаться старой технологией, значительные достижения в области лазерной сварки начались в 1960 году, когда рубиновый лазер был впервые введен в действие.
В 1970-х годах были разработаны лазеры, ориентированные на производительность, и они в основном опирались на CO2-лазеры. Исходя из этого, были многочисленные разработки в области лазерных лучей.
В 1980-х годах лазерная пайка стала обычным делом, в результате чего она использовалась для соединения электронных деталей на печатных платах. В тот же период началось развитие лазерной порошковой сварки.
Только в 2002 году для лазерной сварки начали использовать газ аргон-CO2. Этот газ увеличивал скорость лазерной сварки и в то же время повышал точность всего процесса. Также было легко изменить направление этой газовой комбинации.
Типы лазеров, используемых при сварке
Существует три различных типа лазеров, которые используются для сварки и резки. Это газовые лазеры, твердотельные лазеры и диодные лазеры.
Газовые лазеры используют смесь газов, таких как азот, гелий и углекислый газ. Они работают с использованием низковольтной высоковольтной мощности для возбуждения лазера.
Твердотельные лазеры делятся на nd: YAG и рубиновые лазеры стимулируются для работы при постоянной высокой энергии импульса.
Диодные лазеры, как следует из названия, генерируют лазерный луч с помощью полупроводникового диода.
Как работает лазерная сварка: шаг за шагом
Принцип работы процесса лазерной сварки не так сложен. В этом процессе выполняются различные шаги.
1. Насос, который является источником энергии, обеспечивает необходимую энергию для процесса. Это возбуждает лазер до такой степени, что электроны, удерживаемые атомами, преобразуются на более высокий энергетический уровень.
2. Электроны резко снижают свои энергетические уровни, и при этом они высвобождают фотоны. Спонтанное излучение фотонов — это то, что приводит к генерации лазерных лучей.
3. Фотоны, которые были испущены спонтанно, ударят по другим электронам, которые имеют более высокий энергетический уровень. Когда они сталкиваются, энергетические уровни этих электронов будут снижены, что приведет к другой группе фотонов.
Две группы, которые теперь вместе, будут иметь одинаковую длину волны и будут двигаться с одинаковой скоростью.
4. Фотоны будут излучаться во всех направлениях. Однако все они ограничены перемещением вместе с одной и той же средой, чтобы ударить по резонатору, прежде чем они будут отражены обратно через ту же среду.
Затем зеркало резонатора определяет усиление уровня и направление излучения.
Для любого усиления процент атомов должен быть выше, чем у фотонов с более низкой энергией.
5. В этот момент лазер фокусируется на целевой заготовке, которая должна быть сварена. На поверхности заготовки высокая концентрация световой энергии преобразуется в тепловую энергию.
Тепло приведет к расплавлению поверхности в процессе, известном как поверхностная проводимость. Луч лазерной энергии, который подается на поверхность, контролируется ниже температуры испарения этой детали.
Эта лазерная энергия является идеальным решением при работе с материалами, имеющими высокую теплопроводность.
Помимо сварки, можно выполнять сверление, резку, зачистку и другие виды деятельности.
