Что такое лазерная сварка?
Лазерная сварка — это один из видов сварки плавлением с нагревом рабочей зоны энергией лазерного излучения. Она относится к термическому классу сварочных технологий и входит в одну группу с плазменной, дуговой и электронно-лучевой сварками. Лазерная сварка заключается в использовании высокоэнергетических лазерных импульсов для локального нагрева материала на небольшой площади. Энергия лазерного излучения диффундирует в материал за счет теплопроводности, и материал плавится, образуя определенную расплавленную ванну, чтобы обеспечить настоящую сварку. Сварочный аппарат для лазерной сварки обладает такими преимуществами, как высокая скорость сварки, высокое соотношение сторон, малая деформация, высокая плотность, простота эксплуатации оборудования, пригодность для работы в различных условиях, возможность сварки специальных металлов с высокой температурой плавления, возможность одновременной и многократной обработки. Прецизионный лазерный сварочный аппарат предназначен главным образом для сварки тонкостенных материалов и прецизионных деталей, он может выполнять точечную сварку, стыковую сварку, сварку швом, герметичную сварку и т. Д., С высоким соотношением глубины, малой шириной сварного шва, небольшой зоной термического влияния, небольшой деформацией и высокой скоростью сварки. , Сварной шов является гладким и красивым. Его не нужно обрабатывать или просто обрабатывать после сварки. Сварочный шов имеет высокое качество, никаких воздушных отверстий, его можно точно контролировать, малое пятно фокусировки, высокую точность позиционирования и простоту автоматизации.
Состав и принцип работы сварочного оборудовани
Все установки лазерной сварки состоят из следующих функциональных модулей:
технологический лазер;
система транспортировки излучения;
сварочная головка с фокусирующей линзой;
блок фокусировки луча;
механизмы перемещения сварочной головки и заготовки;
система управления перемещениями, фокусировкой и мощностью лазера.
В сварочном оборудовании в качестве генераторов излучения применяют лазер. Кроме излучателя в состав любого лазера входит система накачки, оптический резонатор, блок питания и система охлаждения. Генерируемый световой поток попадает через переднее зеркало оптического резонатора на систему зеркал, которая передает его на фокусирующую линзу сварочной головки.
Виды и режимы лазерной сварки
Технология лазерной сварки включает два вида сварочного соединения: точечное и шовное. При этом промышленные установки могут генерировать два типа лазерного излучения: непрерывное и импульсное. При точечном соединении обычно применяют только импульсное излучение, а при шовном — как непрерывное, так и импульсное. Во втором случае сварной шов образуется путем перекрытия зон импульсного нагрева, поэтому скорость сварки зависит от частоты импульсов. Точечную сварку обычно применяют для соединения тонких металлических деталей, а шовную – для формирования глубоких сварных швов.
Гибридная лазерная сварка относится к сварочным технологиям, при проведении которых применяют присадочные материалы. В этом случае сварочное оборудование дополняется механизмами подачи проволоки, ленты или порошка. Присадочные материалы подаются в зону плавления синхронно с движением сварочной головки, а их толщина соответствует ширине сварного шва и диаметру пятна.
Применение лазерной сварки
Основная область применения лазерной сварки — это передовые производства с инновационными технологиями. Наиболее широко ее применяют в микроэлектронике, приборостроении, авиакосмической отрасли, атомной энергетике и автомобильной промышленности.
В приборостроении и микроэлектронике с помощью лазера соединяют разнородные и разнотолщинные материалы диаметром от микронов до десятых долей миллиметра. Кроме того, лазерная технология позволяет сваривать элементы, расположенные на близком расстоянии от кристаллов микросхем, а также других чувствительных к нагреву элементов.
Применение лазера в автомобильной промышленности не ограничивается точеной сваркой кузовных элементов из тонколистовой стали. Для снижения веса в современных автомобилях все чаще применяют детали из алюминиевых и магниевых сплавов. Характерная особенность этих материалов — наличие у них поверхностной оксидной пленки с высокой температурой плавления. Поэтому для их соединения чаще всего применяют лазерную сварку.
Лазерная сварка является самой молодой из сварочных технологий — в промышленности она применяется только с конца семидесятых годов XX века. Сразу после своего появления она начала активно замещать традиционные методы сварки. Наибольшее распространение лазерная сварка получила в передовых производствах с инновационными технологиями.
В наше время лазерная сварка вышла далеко за пределы своего первоначального применения. Сейчас она используется не только в промышленности, но и в часовом производстве, при изготовлении и ремонте ювелирных украшений и даже при создании рекламных конструкций.