Принцип действия лазерной сварки

Лазерная сварка среди многих других видов сварки отличается тем, что позволяет достичь наименьших сварных швов. Кроме того, его применяют при производстве микроэлектроники, так как станки лазерной сварки способны резать детали с минимальной погрешностью, а также выполнять идеальной, круглой формы отверстия, диаметром 0,5 мм. Поэтому, лазерная сварка и резка считается «ювелирным», то есть идеально точным и к тому же и быстрым. О чем подробно говорится по ссылке на сайте http://laser-form.ru/technologies/lazernaya-svarka-metalla-nerzhaveyushchey-stali-titana/ 

Источником света лазерной сварки является сфокусированный лазерный (или твердотельный газовый) луч. Луч формируется в лазер – генераторе, затем фокусируется с помощью системы фокусировки, и попадает на сварной изделие, проникая в него, нагревает и расплавляет материал изделия (лучи бывают импульсного и постоянного действия). Существует 3 вида лазерной сварки:

  • микросварки (соединения элементов толщиной, глубиной проплавления до 100 мкм);
  • мини-сварка (глубина проплавления 0,1 -1 мм);
  • макро сварка (глубина проплавления более 1 мм).

Микросварки лазером и мини-сварка лазером получило распространение в производстве микроэлектроники. Таким образом, применение лазерной сварки данных видов проявляется в производстве элементов печатных плат. Резка пластмассовых изделий, при необходимости также осуществляется данными видами сварки.

Макро сварки лазером находит свое применение практически в любой отрасли промышленности, так как существуют станки для макро сварки, которые способны работать на огромных мощностях и плавить самые термостойкие марки металлов на глубины в несколько сантиметров, а может и десятки сантиметров.

Устройство твердотельного лазера

Конструкция прибора твердотельного лазера такова, что является довольно примитивной (см. рис.). В качестве активного тела используется рубиновая трубка или стеклянная трубка со специальными примесями: Nd-Glass (неодима), Nd-YAG , Yb-YAG (иттербия).

Твердотельный лазерОт высокомощной лампы накачки, активное тело формирует луч, отражающийся от зеркал, установленных по торцам его, причем одно из зеркал является условно-віддзеркалюючим. Это означает, что когда луч набирает достаточную мощность (концентрацию) во время того, как отражается от зеркал, условно-віддзеркалююче зеркало перестает отражать его, пропуская луч через себя, дальше, к свариваемой детали.

 

Приборы твердотельного лазерной сварки могут быть для производства микросварки и мини-сварки. Они не способны производить лучи больших мощностей; современные показатели мощности для таких установок колеблются в пределах от 1 кВт до 6 кВт включительно.

Устройство газового лазера

Принцип работы газового лазера отличается от твердотельного тем, что он использует смесь газов (СО2+N2+), закачанных в газоразрядную трубку.

Газовый лазерКак видно на рисунке, активное тело (смесь газов) закачивается в трубку, в которой находятся электроды. Данные электроды предназначены для создания электрического разряда между ними, что приводит к нарушению энергетического газа.

 

Собственно, таким образом и формируется лазерный газовый луч, а в другом, он также отражается от зеркал, набирает концентрацию, как и твердотельный, после чего перестает срабатывать второе условно віддзеркалююче зеркало, и происходит выброс луча к свариваемой детали.

Однако, на втором рисунке была показана схема действия лазера, который имеет продольную систему прокачки газа, он имеет недостаток, который проявляется в больших габаритах сварной установки.

Проточный газовый лазерНа следующем же рисунке изображена схема все той же газовой лазерной системы, но уже с поперечной системой прокачки газа.

В обеих конструкциях установок газовых лазеров, они имеют солидную мощность около 20 кВт и больше, благодаря чему может производится сварка металлов с толщиной изделия до 2 см; при этом скорость сварки развивается до 60 метров в час, что является довольно солидным показателем для многих других видов сварки.

Устройство газодинамического лазера

Имеется и третий вариант лазерных установок, которые значительно отличаются от предыдущих, они имеют наиболее высокие мощности (100 кВт), способны производить сварку различной тугоплавкости металлов, толщиной до 35 мм, иногда даже больше. При этом скорость сварки шва доходит до 200 метров в час.

Газодинамические лазерыИтак, суть резонатора данной сварочной установки состоит в том, что разогретый до температуры 1000 – 3000 градусов газ, подаваемый в зону со сверхзвуковой скоростью через сопло; расширяясь и охлаждаясь, молекулы CO2 способствуют переходу на новый, более низкий энергетический уровень, с образованием когерентного излучения.

Напоследок статьи стоит сказать, что данный вид сварки является довольно экономичным относительно расхода электроэнергии и позволяет проводить работу на разных напряжениях.

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика