レーザー溶接はどのように機能しますか？

レーザー溶接がどのように機能するか

レーザー溶接の核心は,レーザーによって生成される高エネルギーレーザービームを使用して,光学システムを通じてワークピースの表面に焦点を当てて,高エネルギー密度スポットを形成し,溶接を達成するために材料の溶解または蒸発を引き起こすことです.

1.レーザー生成：レーザーは電気、光学、または化学エネルギーを使用して、高エネルギービームを形成する刺激された放出を生成するために作業材料（ガス、結晶、または光ファイバーなど）を刺激します。

2. レーザービームの伝達および焦点付け：伝達：レーザービームは光ファイバーまたはレンズシステムを介して溶接頭に伝達され、エネルギー損失を最小限にします。

焦点付け:光学システムはレーザービームをワークピースの表面に焦点付け,通常0.1から1mmの直径の点を形成します.焦点付けた後,レーザーエネルギーは非常に集中され,素材をその溶解または沸点に迅速に持ち込むのに十分です.

レーザーと材料の相互作用：エネルギー吸収：レーザービームがワークピースの表面に打つと、光エネルギーの一部は材料によって吸収され、熱エネルギーに変換されます。吸収率は材料のタイプ、表面状態（粗さ、コーティングなど）およびレーザー波長に関連しています。

熱効果：吸収されたエネルギーにより、材料の表面温度が急速に上昇し、溶解（材料が導電溶接に適した溶解点に達したときに溶けたプールが形成されます）と蒸発（エネルギー密度が非常に高い場合、材料の表面は蒸発することができ、深い浸透溶接に適しています）につながります。

4.溶けたプールの形成と固化：深い浸透溶接では、キーホールの周りの溶けた金属はキーホールの内外の圧差と表面張力の作用の下で動的均衡溶けたプールを形成します。レーザービームが移動すると,溶けたプールはそれと一緒に移動し,周囲の材料は迅速に冷却し,溶接を形成します.

レーザー溶接の利点

高精度:レーザービームはミクロンレベルまで集中することができ,複雑な構造や小さな部品を溶接するために適しています.

低熱入力:熱影響の領域は最小限に減らされ,材料の変形とストレスを減らします.

効率的で柔軟:高速溶接を可能にし,自動化された生産ラインに適し,複数および異なる材料の溶接をサポートします.

非接触: 物理的な接触は必要ありません, 摩耗を減らし, 複雑な几何学に適しています.

概要

レーザー溶接はユニークなプロセスです。伝統的な溶接方法と比べると、このプロセスには多くの利点があり、自動車、航空宇宙、医療および新エネルギーなどの多くの分野に適しています。技術の進歩とともに、レーザー溶接の応用の見通しはさらに広くなります。