Сущность технологии лазерной сварки
Различные виды металлических полуфабрикатов, как однородные, так и отличающиеся друг от друга по химическому составу и физическим свойствам, можно соединять с помощью инновационной технологии. Пучок мощного лазерного излучения прогоняется через систему фокусировки и направляется в нужную точку на рабочем поле между соединяемыми узлами.
Часть энергии отражается, остальная проникает внутрь металла и после поглощения нагревает его до температуры плавления. Формируется сварной шов с необходимыми физическими параметрами. Характер излучения: непрерывное или дискретное. Типы проплавления:
- сквозное;
- частичное.
Технология сварки LWB характеризуется высокой направленностью пучка. Это позволяет сосредоточить необходимую для образования сварочной ванны тепловую энергию в точке, площадь которой не превышает сотых долей миллиметра.
Технологический процесс соединения металлов с помощью лазерных установок - это три варианта использования оборудования с различной глубиной проплавления:
- Микросварка (до 100 мкм).
- Мини-сварка (0,1-1,0 мм).
- Макросварка (свыше 1 мм).
Для обеспечения точной фокусировки и высокого уровня когерентности (способности к резонансу) монохроматичного лазерного потока на сварочных лазерных установках используются резонаторы магнитных колебаний. Во время работы установки, фокусирующей в микроскопической точке огромный запас тепловой энергии, обеспечивается высокая скорость процесса. За 1 проход на лазерной установке можно сваривать 100 погонных метров листовой стали толщиной до 20 мм.
Преимущества технологии соединения металлов с помощью лазера
Процесс проходит без какого-либо механического вмешательства. Для формирования высокотемпературной ванны не требуется вакуум, сварка осуществляется в обычных атмосферных условиях.
В ходе соединения отдельных узлов обеспечивается:
- стабильная траектория пятна с высоким уровнем геометрической точности;
- минимальный размер шва;
- прочность, высокое качество и минимальное коробление металла.
В связи с тем, что в процессе проведения работ не используются флюсы, готовый узел отличается высоким уровнем химической чистоты. При различных вариантах лазерной сварки используются металлические присадочные материалы (лента, проволока, порошок). На твердотельных лазерных установках можно проводить шовную сварку со скоростью до 5 мм/с (частота 20 Гц).
Технология соединения металлов с помощью лазера можно применять для обработки элементов, находящихся в труднодоступных местах, на большом удалении от зоны формирования высокотемпературного пучка, за завесой из твёрдых прозрачных материалов. Кроме стали, с помощью лазерных установок можно работать с тугоплавкими, магнитными и цветными сплавами, изготавливать изделия из стекла, керамики, пластических материалов.