Лазерные технологии постоянно развиваются, и их области применения множатся. В частности, использование лазеров в области сварки также начинает распространяться в машиностроении.
Лазер представляет собой когерентный луч света , который характеризуется излучениями, имеющими одинаковую длину волны, одно и то же направление и одну и ту же фазу. Промышленные лазерные технологии сегодня в основном используются для резки листового металла , но могут использоваться и для других целей, включая маркировку, аддитивное производство и лазерную сварку .
Как работает лазерная сварка
В зависимости от типа используемой системы лазерный луч, создаваемый в генераторе , направляется на изделие с помощью зеркальных систем или по оптическим волокнам и, таким образом, фокусируется на самом изделии. На поверхности изделия луч поглощается за счет преобразования энергии света в тепловую энергию (тепло), которая локально нагревает металл до очень высоких температур, тем самым ограничивая поступление тепла. При относительном движении между сфокусированным лазерным лучом и заготовкой последняя начинает плавиться под действием энергии лазера, создавая сварной шов .и обеспечение возможности его продвижения вдоль свариваемого стыка. Чтобы избежать окисления ванны во время сварки, в зону ванны вдувается инертный газ, такой как аргон, гелий или азот.
Особенности лазерной сварки
Лазерная сварка может выполняться с присадочным материалом или без него, и по сравнению с традиционными методами ( TIG и MIG ) она имеет преимущество в очень высокой скорости выполнения (около 10-12 м/мин). Сварку можно проводить в любых условиях, даже в вакууме, при пониженных термических напряжениях, не вызывающих деформаций. Так как деталь не подвергается термической деформации во время обработки, валик получается очень прочным .с механической точки зрения. Кроме того, имеется возможность направления лазерного луча даже в труднодоступных местах и фокусировки светового луча на очень ограниченных участках с высокой удельной энергией или на больших участках с меньшей плотностью энергии. Луч обеспечивает концентрированный источник тепла, что позволяет выполнять тонкий и глубокий шов. Кроме того, в большинстве случаев лазерная сварка не требует присадочного материала. Кроме того, сварка не содержит заусенцев или мелких примесей, возникающих в результате самого процесса. С другой стороны, лазерная сварка требует чрезвычайно тщательной подготовки кромок , что требует значительных вложений в шаблоны.зажима деталей и в выработках перед сваркой. Фактически, даже небольшие зазоры между двумя соединяемыми листами делают процесс неэффективным. Этот процесс оправдан в приложениях с большими объемами, таких как автомобильная промышленность.
Для изменения глубины проплавления лазерной сварки воздействуют как на мощность, так и на диаметр лазерного пятна: чем больше поверхность, на которой распространяется луч, тем шире валик и наоборот. Таким образом, в зависимости от используемой мощности и диаметра пятна сварка будет более поверхностной или более глубокой. В случае глубоких сварных швов лазерный луч вызывает локальное испарение металла, который затем снова разжижается, образуя ванну, пока он полностью не остынет, таким образом получая соединение деталей.
Хотя этот процесс позволяет получить почти бездефектный шнур отличного качества, в промышленном мире он все еще не очень распространен как из-за сложности его использования , так и из-за все еще высокой стоимости этой технологии.
Из металлов, которые лучше всего поглощают длины волн при сварке твердотельным лазером, сталь и нержавеющая сталь обеспечивают наилучшие результаты. На самом деле можно получить более точные сварные швы и за гораздо более короткое время, особенно по сравнению с менее абсорбирующими металлами, такими как медь, серебро и алюминий.
