Сварка лазерным лучом (LBW) — это термический процесс соединения металлов путем склеивания их с помощью лазерного луча; этот процесс широко известен как лазерная сварка.
Лазерная сварка состоит из лазерного луча с чрезвычайно высокой плотностью мощности; луч достаточно мощный, когда он фокусируется на металле, чтобы испарять отверстие через металл и замочную скважину, образованную таким образом. Когда луч проходит через соединение, металл начинает плавиться, создавая бассейн расплава течет в заднюю часть замочной скважины, расплавленный металл затвердевает и образует сварной шов.
Что такое ЛАЗЕР?
ЛАЗЕР означает физический эффект усиления света путем стимулированного излучения. Излучение основано на взаимодействии между светом и материей, при котором материя испускает вынужденное излучение. В лазере усиление света происходит за счет стимулированного излучения электромагнитного излучения. Подробнее про лазерную сварку непрерывным лучом читайте на страницах нашего специализированного сайта.
ЛАЗЕР-это аббревиатура от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Каковы свойства лазера?
Свойства лазерного луча значительно влияют на качество лазерной сварки и других лазерных применений. Эти свойства включают расходимость луча, монохроматичность, когерентность луча, яркость и характеристики луча, включая режим луча, стабильность луча и поляризацию луча.
A. Расходимость лазерного луча
Расходимость луча означает характеристику лазера для увеличения площади поперечного сечения лазерного луча с увеличением расстояния от источника. Поперечное сечение лазерного луча остается почти постоянным на протяжении всего пути движения. Следовательно, расходимость лазера очень низкая, что облегчает фокусировку луча на небольшой радиус, генерирующий большое количество энергии в этой точке. Для применения лазерной сварки необходимо расхождение ближнего света.
B. Монохроматичность лазерного луча
Монохроматический луч означает луч, который содержит одну длину волны, лазерный луч включает только одну длину волны, и поэтому он монохроматический. Монохроматический необходим в применении лазерной сварки, поскольку он определяет степень фокусировки лазерного луча. Монохроматический луч может резко фокусироваться в определенной точке, так как радиус луча в точке фокусировки может быть эквивалентен длине волны луча.
C. Когерентность лазерного луча
Когерентность луча означает фиксированную фазовую связь между двумя точками одной и той же волны или двумя разными волнами одного и того же луча. Лазерный луч является когерентным, что означает, что длины волн лазерного луча находятся в аналогичной фазе в пространстве и времени.
D. Яркость лазерного луча
Яркость является одним из основных свойств лазерного источника, яркость лазерного источника в точке определяется как мощность, излучаемая на единицу площади поверхности на единицу телесного угла.
E. Характеристики лазерного луча
Следующие характеристики лазерного луча оказывают значительное влияние на процесс лазерной сварки:
- Режим мощности луча: плотность режима мощности луча определяет форму сварного шва; более высокая плотность мощности приводит к более высокому соотношению глубины к ширине и наоборот.
- Стабильность луча: Стабильность луча-это повторяемость характеристик луча. Стабильность луча необходима для поддержания качества сварки.
- Поляризация луча: Поляризация обеспечивает идентификацию направления лазерного луча; направление луча всегда находится под прямым углом к направлению распространения, на котором вибрирует электрическое поле. Материал сварки и условия сварки определяют влияние поляризации луча на процесс сварки.
Каковы источники лазера?
Лазерные источники отличаются длиной волны и интенсивностью лазерного излучения; каждый тип лазера имеет различные характеристики, которые зависят от активной среды, используемой для лазерного воздействия.
Распространенными источниками лазеров в промышленности являются:
- Твердотельный лазер (например, ruby, Nd — YAG, Nd — Glass)
- Газовый лазер (CO2)
- Полупроводниковый лазер или диодный лазер
1. Твердотельный лазер
Твердотельные лазеры обычно используют кристалл или изоляционный материал в качестве активной среды, например, рубин, стекло или иттриево-алюминиевый гранат (YAG-лазер). Активная среда является либо легирующей примесью, либо действует как примесь внутри так называемого основного материала. Активная среда, присутствующая в основном материале, участвует в лазерном действии. Однако сам материал хоста не оказывает прямого влияния на процесс.
Твердотельные лазеры представляют собой непрерывную волну или импульсный луч. Промышленные твердотельные лазеры имеют мощность волны от 10 Вт до 5 кВт, и лазер излучает свет с длиной волны 1,064 мкм, значительно меньшей, чем у лазера C02.
Лазер с непрерывной волной имеет более высокие скорости процесса, чем импульсные системы при той же мощности. Импульсные лазеры могут достигать импульсной мощности до 20 кВт, что обеспечивает более высокую глубину сварки. Можно сварить сталь, алюминий, медь и многие другие металлы, особенно сложные материалы, такие как тантал, титан, цирконий, инконель.
Многие области применения твердотельных лазеров-это сварка, резка, сверление и маркировка. Типичные примеры твердотельных лазеров включают рубин, Nd: YAG (неодим: иттриевый алюминиевый гранат) и Nd: стеклянный лазер.
Был разработан новый тип твердотельного лазера, называемый волоконным лазером. Генерация лазерного луча происходит путем прямой накачки диодного света в оптоволокно, генерирующее лазерный луч. Волоконная лазерная технология обеспечивает превосходное качество луча с более простыми, но высоко способными лазерными машинами.