СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ И РЕЗКИ

Технологическое применение лазера

Воздействие когерентного излучения на вещество

Значительная доля светового потока отражается от поверхно­сти и КПД передачи энергии потоком света значительно меньше, чем для электронного луча.

Для реальных поверхностей, покрытых оксидными пленками и имеющих меньшую чистоту обработки, чем идеальные чистые неокисленные полированные поверхности материалов, значение коэффициента отражения значительно меньше. С ростом темпера­туры вещества на его поверхности стимулируется образование оксидов и других соединений, которые увеличивают поглощение. Подача в зону обработки кислорода или других газов интенсифи­цируют этот процесс. В результате можно добиться того, что

20.. . 40 % энергии светового потока будет усвоено веществом. Еще большего поглощения можно добиться при нанесении на поверх­ность веществ с малыми коэффициентами отражения (газовая сажа, краска). Но в этом случае возможно взаимодействие нане­сенного вещества с основным материалом, что не всегда допус­тимо. Поглощенное веществом излучение передает свою энергию его электронам, в связи с чем глубина проникновения световой энергии в вещество соответствует средней длине их пробега, что для большинства веществ составляет 5... 50 нм. Дальнейшая пере­дача энергии из этой зоны вглубь осуществляется вследствие теп­лопроводности.

В отличие от электронного луча энергия светового излучения при взаимодействии с веществом в основном превращается в теп­лоту, а доля возникающего при этом излучения типа рентгенов­ского пренебрежительно мала.

Достоинства лазерного излучения следующие:

. • высокая концентрация энергии в пятне нагрева благодаря острой фокусировке излучения;

• возможность передачи энергии в виде светового луча на рас­стояние (через прозрачную разделительную перегородку или по специальному оптическому волноводу);

• возможность достижения высоких температур сварки;

• осуществление технологического процесса в любой оптичес­ки прозрачной для излучения среде;

• плавное регулирование энергии в пятне нагрева;

• возможность получения как импульсов энергии малой дли­тельности (до 10 4 с), так и непрерывного излучения;

• точное перемещение луча системой развертки;

• возможность обработки с малыми зонами воздействия (мкм);

• возможность сварки в различных пространственных положе­ниях;

• возможность производить не только лазерную сварку, но и резку.