Лазерные лучи, используемые при лазерной сварке
Лазерный луч, используемый для сварки, невидим.
Среда, используемая для лазерного возбуждения, может быть как газом, так и твердым объектом. Возбужденный лазер фокусируется линзой и наносится на основной материал. Мощность и диаметр пятна также могут быть изменены для обработки приложений, отличных от сварки.
Маркировка
Маркировка-это процесс, при котором символы и узоры выгравированы на поверхности различных материалов с помощью лазерного луча. Гравировка также возможна путем плавления поверхности материала с помощью тепла.
Сварка
Лазерная сварка https://laser-form.ru/technologies/lazernaya-svarka-metalla-nerzhaveyushchey-stali-titana/ использует лазерный луч для плавления и соединения металлических материалов вместе. Использование лазера позволяет производить сварку на более высоких скоростях и с меньшими искажениями, чем обычная сварка.
При высокой выходной мощности лазера требуется высокоуровневый контроль свойств сходимости луча, таких как длина волны и плотность энергии, а также таких качеств лазерного луча, как интенсивность и режим луча*. Тем не менее, этот метод может быть использован для деликатных применений в дополнение к соединению как толстых, так и тонких пластин, прочности лазерной сварки.
- * Что такое режим луча?
- Режим луча-это распределение интенсивности света, уникальное для каждого генератора. Режимы луча включают однорежимный (режим Гаусса), многорежимный (множественный режим) и кольцевой режим. При лазерной сварке одиночный режим эффективен, когда требуется сварка с проникновением для толстых пластин, а многорежимный эффективен, когда точечная сварка требует широкой ширины борта и глубокого проникновения не требуется.
Особенности лазерной сварки
Лазерные лучи могут фокусироваться на очень маленькую точку по сравнению с дугами, используемыми при дуговой сварке. Увеличение плотности энергии с помощью сходящейся линзы позволяет использовать лазерную сварку для локализованной сварки и для соединения материалов с различными температурами плавления. Этот тип сварки также подходит для детальных сварочных работ благодаря уменьшенному тепловому воздействию, тонкому шарику и отсутствию генерации сил реакции обработки.
- ■ Характеристика
- Поскольку лазерные лучи могут передаваться при атмосферном давлении, лазерное сварочное оборудование не требует вакуумной камеры, такой как электронно-лучевая сварка. Лазерное лучевое оборудование при лазерной сварке меньше, чем лучевое оборудование при электронно-лучевой сварке, и возможна автоматизация и точное управление с помощью компьютера или робота. Волокна и зеркала пути передачи также позволяют выполнять сварку на расстоянии от возбудителя. Эти преимущества делают лазерную сварку высоко адаптируемой к различным применениям, а также возможность использования дистанционной лазерной сварки, волоконной лазерной сварки и сварка сканированием луча позволяет удовлетворить различные потребности сварочного процесса.
Однако сварка может выполняться в вакуумной камере с помощью некоторых мощных лазеров, таких как сварка для производства плакированных стальных пластин.
- ■ Плазменные контрмеры в лазерном сварочном оборудовании
- Плазма (лазерно-индуцированный шлейф) может генерироваться вблизи лазерного шва в зависимости от величины ионизирующего напряжения любого металла или газа, присутствующих в зоне лазерного облучения. При генерации плазмы плазма вызывает поглощение и преломление лазера, что снижает мощность лазера и плотность энергии, поступающей в основной материал. Это связано с тем, что коэффициент поглощения лазера в плазме пропорционален квадрату длины волны, поэтому большие изменения в состоянии плазмы могут вызвать дефекты сварки.
Плазма легко генерируется металлами и газами с низким напряжением ионизации. Напряжение ионизации для алюминия составляет около 6 В, а для железа около 7,9 В. Таким образом, ионизация из-за паров металла часто происходит при лазерной сварке этих металлов. Для газов напряжение ионизации составляет около 15,8 В для аргона и около 14,5 В для азота. Это означает, что газообразный аргон и газообразный азот могут превращаться в плазму во время мощнойлазерной сварки CO2 (углекислого газа).
Газообразный гелий, который имеет высокое напряжение ионизации, используется в качестве вспомогательного газа для предотвращения этого. Напряжение ионизации газообразного гелия составляет около 24,6 В, что практически не приводит к образованию плазмы. В зависимости от метода сварки, вспомогательный газ гелия может быть применен либо сбоку, либо сзади во время сварки для подавления образования плазмы.
Образование плазмы также может быть подавлено путем вакуумирования сварочной камеры, но для этого требуется вакуумное оборудование.