Сущность лазерной сварки

Общепринятые обозначения лазерной сварки

Лазерная сварка

Преимущества, недостатки и сравнительная характеристика

Сфокусированное лазерное излучение позволяет разрезать почти любые материалы независимо от их теплофизических свойств. При этом можно получать качественные и узкие резы (шириной 0,1–1 мм) со сравнительной небольшой зоной термического влияния. При лазерной резке возникают минимальные деформации, как временные в процессе обработки заготовки, так и остаточные после ее полного остывания. В результате возможна резка с высокой степенью точности, в том числе нежестких и легкодеформируемых изделий. Благодаря относительно несложному управлению лазерным пучком можно выполнять автоматическую обработку плоских и объемных деталей по сложному контуру.

Лазерная резка особенно эффективна для стали толщиной до 6 мм, обеспечивая высокие качество и точность при сравнительно большой скорости разрезания. Однако для металла толщиной 20–40 мм она применяется значительно реже кислородной или плазменной резки, а для металла толщиной свыше 40 мм – практически не используется.

Таблица. Сравнение лазерной резки с кислородной, плазменной и гидроабразивной резкой

Наименование	Характеристика лазерной резки по отношению к
кислородной	плазменной	гидроабразивной
Типичная ширина реза (мм)	меньше в разы и десятки раз
Качество	сильно превосходит	превосходит	уступает
Зона термического влияния	меньше	меньше	больше
Ограничение по максимальной толщине металла	очень сильно уступает	значительно уступает по цветным металлам, уступает по остальным металлам	значительно уступает
Производительность резки тонкой стали (до 6 мм, без пакетной резки)	превосходит	сопоставимая	сильно превосходит
Стоимость оборудования	гораздо выше	выше	сопоставимая
Стоимость обслуживания	выше	сопоставимая	сопоставимая

При лазерной сварке нагрев и плавление металла осуществляется лазерным лучом оптического квантового генератора (ОКГ).

LBW – Laser Beam Welding – сварка лазерным лучом

Лазерный луч по сравнению с обычным световым лучом обладает рядом свойств – направленностью, монохроматичностью и когерентностью.

Благодаря направленности лазерного луча его энергия концентрируется на сравнительно небольшом участке. Например, направленность лазерного луча может в несколько тысяч раз превышать направленность луча прожектора.

Если обычный «белый» свет состоит из лучей с различными частотами, то лазерный луч является монохроматичным – имеет определенную частоту и длину волны. За счет этого он отлично фокусируется оптическими линзами, поскольку угол преломления луча в линзе постоянен.

Когерентность – это согласованное протекание во времени нескольких волновых процессов. Некогерентные колебания светового луча обладают различными фазами, в результате чего могут погасить друг друга. Когерентные же колебания вызывают резонанс, который усиливает мощность излучения.

Благодаря вышеперечисленным свойствам лазерный луч может быть сфокусирован на очень маленькую поверхность металла и создать на на ней плотность энергии порядка 10⁸ Вт/см² – достаточную для плавления металла и, следовательно, сварки.

Для лазерной сварки обычно используются следующие типы лазеров:

· твердотельные и

· газовые – с продольной или поперечной прокачкой газа, газодинамические.

Дата добавления: 2015-06-27