Лазерная сварка

Сварка лазерным излучением, в отличие от сварки световым и ИК-излучением, позволяет получать очень высокие степени концентрации энергии в зоне сварки. При этом сварка пластмасс может выполняться как в непрерывном, так и в импульсном режимах излучения. Более широкое применение находит непрерывный режим сварки.

Энергия фотонов может поглощаться веществом, что приводит к повышению температуры в облучаемой точке. На этом свойстве и основано применение лазеров для сварки и резки материалов (рис.6.8). Возможность сфокусировать луч лазера в узкий пучок специальными оптическими устройствами позволяет получить очень большую плотность энергии, достаточную, чтобы нагреть поверхность термопласта до температуры плавления практически мгновенно.

Выделение большого количества энергии на малой поверхности указывает на целесообразность применения лазеров для сварки тонких пленок на больших скоростях сварки. Например, пленки из полиэтилена низкой плотности толщиной 50-150 мкм сваривают СО₂-лазером со скоростью 3,3-4 м/с. Однако КПД процесса невысокий, так как пленка поглощает только 20-25% энергии лазера.

При сварке лазерным излучением используются газовые СО₂-лазеры с длиной волны 10,6 мкм, рассчитанные на непрерывный режим работы и имеющие мощность 25 - 80 Вт, а также лазеры с импульсным режимом работы и средней мощностью 2 кВт.

Рис.6.8. Схема сварки пленки лучом лазера: 1 – лазер; 2 – луч; 3 – отклоняющее зеркало; 4 – фокусирующая линза; 5 – прикатывающий ролик; 6 – транспортирующий ролик; 7 – свариваемые пленки

В последние годы СО2-лазер стали применять для резки термопластов и раскроя синтетических тканей, трикотажа, искусственных кож и т.п. При этом средняя скорость раскроя составляет 1 м/с и зависит от количества слоёв материала, его свойств и мощности луча.

Преимущества лазерной сварки и резки термопластов – высокая производительность и автоматизация процесса. Однако имеются и недостатки, сдерживающие практическое применение этого способа: высокая стоимость и сложность оборудования.

Дата добавления: 2014-12-23