Как работает лазерная сварка?

Как работает лазерная сварка

Ядро лазерной сварки заключается в использовании высокоэнергетического лазерного луча, генерируемого лазером, чтобы сосредоточиться на поверхности детали через оптическую систему, чтобы сформировать пятно высокой плотности энергии, которое вызывает плавление или испарение материала для достижения сварки.

Лазерное генерирование: Лазеры используют электрическую, оптическую или химическую энергию для возбуждения рабочих материалов (таких как газы, кристаллы или оптические волокна) для производства стимулированного излучения, образуя высокоэнергетический луч.

2. Передача и фокусирование лазерного луча: Передача: Лазерный луч передается в сварку головки через оптическое волокно или систему линз, минимизируя потери энергии.

Фокусировка: оптическая система фокусирует лазерный луч на поверхности детали, образуя пятно, обычно с диаметром от 0,1 до 1 мм. После фокусировки лазерная энергия высоко концентрирована, достаточно, чтобы быстро привести материал к его точке плавления или кипения.

3.Взаимодействие между лазером и материалами: поглощение энергии: Когда лазерный луч поражает поверхность детали, часть световой энергии поглощается материалом и преобразуется в тепловую энергию. Скорость поглощения связана с типом материала, состоянием поверхности (такой как шерсткость, покрытие) и длиной волны лазера.

Термический эффект: поглощенная энергия вызывает быстрое повышение температуры поверхности материала, что может привести к плавлению (образуется плавленный бассейн, когда материал достигает точки плавления, которая подходит для проводниковой сварки) и испарению (если плотность энергии чрезвычайно высока, поверхность материала может испариться, что подходит для глубокой проникновенной сварки)

Формирование и затверждение плавленного бассейна: при глубокой проникновенной сварке плавленный металл вокруг ключевого отверстия образует динамический равновесие плавленного бассейна под действием разницы давления внутри и вне ключевого отверстия и поверхностного напряжения. Когда лазерный луч движется, плавленный бассейн движется с ним, а окружающие материалы быстро охлаждаются и затверждаются, образуя сварку.

Преимущества лазерной сварки

Высокая точность: лазерный луч может быть сфокусирован до микронного уровня, что делает его подходящим для сварки сложных конструкций и крошечных компонентов.

Низкий тепловой ввод: зона, затронутая теплом, минимизируется, уменьшая деформацию материала и напряжение.

Эффективный и гибкий: он позволяет высокоскоростную сварку, что делает его подходящим для автоматизированных производственных линий и поддерживает сварку нескольких и разных материалов.

Безконтактный: не требуется физический контакт, что уменьшает износ и делает его подходящим для сложных геометрий.

Подводя итоги

Лазерная сварка – уникальный процесс. По сравнению с традиционными методами сварки этот процесс имеет много преимуществ и подходит для многих областей, таких как автомобильная, аэрокосмическая, медицинская и новая энергетика. С развитием технологий перспективы применения лазерной сварки будут еще более широкими.