СВАРКА, ПАЙКА, СКЛЕЙКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ И ПЛАСТМАСС
ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА (La-)
| 1 — источник питания; 2 — лазер; 3 — лазерный луч; 4 — лазерная оптика; 5 — изделие; 6 — манипулятор (устройство Для перемещения свариваемого изделия) |
Принцип сварки (рис. 1.29)
При лазерной сварке для оплавления свариваемых кромок используют световой пучок. Сконцентрированный световой луч характеризуется монохроматичностью, когерентностью, параллельностью и высокой
ПЛОТНОСТЬЮ энергии.
Благодаря этому можно наплавлять и сваривать, ~ц$териалы на весьма ограниченных участках. По типу Озеров и способу их использования различают импульсную сварку и сварку непрерывным лазерным лучом.
Границы применимости
Границы применимости определяются прежде всего типом лазеров и способом их использования.
Размеры — табл. 1.48.
Группы материалов: тугоплавкие ма-*
териалы, имеющие высокую теплопроводность, на
пример Au, Ag, Си и А1; комбинированные биметаллы.
Основные комбинации свариваемых материалов показаны на рис. 1.30.
Область использования: приборы точной механики и электронное
оборудование; детали часов; самолетостроение; обрабатываемые прецизионные
о детали большой толщины (например,
| колеса ре- |
^ кольца шарикоподшипников
дукторов).
| он £ ге > н< < о о |
| А1
Мо Сталь, железо Си |
| I Сдаридаетея хорош |
| Рис. 1.30. Сочетания свариваемых материалов |
Параметры:
Рубиновый лазер:
TOC o "1-5" h z максимальная выходная энергия, Вт-с/импульс 100
длительность импульса, мс 0,5—10
скорость сварки vs max,
см/мин......................................... 2,5
Лазер типа YAG:
максимальная выходная
мощность, кВт............................... 1
скорость сварки vs max,
см/мин................................ . 200
Газовый лазер (газ С02): максимальная выходная энергия, кВт 20 (60)
Рекомендации по исполнению соединений
Швы лазерной сварки идентичны швам электроннолучевой сварки (см. табл. 1.46), поскольку при непрерывной лазерной сварке возможен эффект глубинного проплавления.
Изолированная проволока с лаковым покрытием сваривается при толщине слоя лака до Q,2d. Сваренные внахлестку проволоки следует подравнивать.
При прецизионной сварке необходимо выравнять поперечные сечения свариваемых деталей.
Оборудование
Выбор оборудования определяется типом используемого лазера. Степень соответствия отдельных типов лазеров выполняемым с помощью сварки задачам показана в табл. 1.49.
| 65 |
^ П/р Ноймана А., Рихтера Е.
| ТАБЛИЦА l. t
ТОЛЩИНА СВАРИВАЕМЫХ ЛИСТОВ И ВЫХОДНАЯ МОЩНОСТЬ
|
ТАБЛИЦА НЕПРИГОДНОСТЬ ЛАЗЕРОВ РАЗНЫХ ТИПОВ ДЛЯ СВАРКИ
Обозначения: X — пригоден; (X) — пригоден при определенных условиях; — непригоден. |
| ТАБЛИЦА 1.50
СВАРОЧНЫЕ УСТАНОВКИ С ТВЕРДОТЕЛЬНЫМ ЛАЗЕРОМ
|
| Гц. |
| В СССР изготавливают сварочные машины из унифицированных блоков для сварки с использованием твердотельных лазеров, имеющие выходную энергию |
ТАБЛИЦА 1.51 СВАРОЧНАЯ УСТАНОВКА ГДР С ГАЗОВЫМ
|
0,7—20 Дж (табл. 1.50). В ГДР производят газовые лазеры (газ С02) мощностью 100 и 200 Вт (табл. 1.51).
Техника сварки
Химически активные материалы сваривают в среде защитного газа или под стеклянным колпаком.
Не следует превышать плотность мощности 106—10? Вт/см2. Основные рабочие параметры сварки стыковых соединений без разделки
%ломок приведены ниже. Рабочие параметры сварки встык хромоникелевой стали, - импульсным твердотельным лазером:
Толщина s, мм............................ ... . . . 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Выходная энергия Wду Дж , , , , 2,3 4,5 6,7 9,0 11,2
^ Рабочие параметры сварки встык газовым (газ СОа) лазером (s — толщина; I»# — скорость сварки; Ра — выходная мощность):
'■’Л
| S, мм | v§, см/мин | рД, кВт | S, мм | v$, см/мин | РА-' |
| Хромоникелевая | сталь | 3,0 | 250 | 4,0 | |
| 0,1 | 250 | 0,2 | 4,0 | 100 | 3,0 |
| 0,2 | 110 | 0,2 | 5,0 | 60 | 1,2 |
| 0,3 | 60 | 0,2 | 10,0 | 60 | 5,0 |
| 0,4 | 30 | 0,2 | 20,0 | 130 | 20,0 |
| 0,5 | 20 | 0,2 | Титан | ||
| 1,0 | 200 | 0,9 | 0,2 | 200 | 0,2 |
| 2,0 | 100 | 0,9 | 0?3 | 100 | 0,2 |
