МЕЖДУНАРОДНЫЙ ИНЖЕНЕР-СВАРЩИК

Лазерная сварка

Лазерное излучение - это высококонцентрированный источник нагрева. 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 возникло 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.

В сварке применяют генераторы с ис­пользованием в качестве активного тела кри­сталла рубина (оксид алюминия, в котором часть атомов защищена атомами хрома - до 0,5%). Кристалл рубина обрабатывают до формы цилиндра, размеры которого опреде­ляют мощность излучения. После тщательно­го полирования торцы цилиндра покрывают слоем серебра для придания свойств зерка­ла. Рубиновый стержень размещают возле импульсной лампы, в середине зеркального цилиндра. При освещении рубина импульс­ной лампой, большинство атомов хрома по­глощают фотоны и переходят в возбужден­ное состояние. Возбужденное состояние мо­жет спонтанно вернуться к нормальному состоянию, излучивши при этом фотон света. Вдоль оси рубинового стержня такой процесс проходит лавиноподобно, вследствие много­кратного отбивания от торцов кристалла. Если интенсивность импульсной лампы превысит некоторый критический уровень, может проявляться эффект квантового усиления. При этом с полупрозрачного торца рубина выкидается короткий по времени существования интенсив­ный пучок света. Пучок - монохроматичный, то есть он имеет конкретную частоту, когерент­ный (связан с возбуждением, синфазный) и узконаправленный.

Преимущества процесса лазерной сварки наиболее ярко выражены в сравнении с ду­говой сваркой неплавящимся электродом.

3. Высокая концентрация энергии дает возможность получать ширину сварных швов 2...5 раза меньше, с большим на порядок соотношением глубины провара к ширине шва, что дает возможность уменьшить деформацию деталей до 10 раз

1. Острая фокусировка луча и возможность передачи его на значительные расстояния дает возможность сваривать в тяжелодоступных местах.

2. Высокие скорости нагрева и охлаждения содействуют уменьшению зоны термиче­ского влияния и снизить неблагоприятные изменения структуры и свойств металла в ней.

В сравнении с электроннолучевой сваркой, лазерная сварка не требует использования вакуумных камер, что значительно сокращает время на выполнение работ и снимает огра­ничение габаритов изделий.

Лазерная установка может использоваться для сварки на нескольких рабочих местах, поскольку луч лазера можно отклонять с помощью зеркала.

К недостаткам лазерной сварки можно отнести относительно высокую стоимость обо­рудования, низкий коэффициент полезного действия установок и сложность их конструкции.