31 января 2013 

Лазерная сварка: принцип действия, нюансы и преимущества

Лазерная сварка является самым первым в истории человечества применением лазерной технологии в производстве. Уже после появления первых в мире твердотельных лазеров их сразу же начали использовать для сварки в микроэлектронике.

Сам процесс метода лазерной сварки основывается на эффекте глубокого проплавления металла лучом лазера. В чем-то он похож на электроннолучевую сварку. У них вполне сравнимая, высокая концентрация энергии. Но для электроннолучевой сварки необходима вакуумная камера, тогда как лазерная сварка вакуума не требует. Благодаря этому процесс сварки осуществляется проще и быстрее. Лазерную сварку применяют либо на воздухе, либо в среде таких защитных газов, как аргон, гелий или углекислый газ. Они обеспечивают не только защиту, но и более глубокое проплавление металла. А меняя параметры плазмы, которая образуется в процессе сварки, защитные газы ускоряют вывод испаренного металла. Так же, как и электронный, лазерный луч транспортируется с помощью оптической системы и легко отклоняется.

Для сварки металлов используют как твердотельные, так и газовые лазеры непрерывного либо периодического действия. Очень удобно применять лазер при сварке тонких (менее 1 мм толщиной) изделий. Это, в первую очередь, ювелирные изделия, электроприборы, аккумуляторы и многое другое. Также очень широкое применение этот вид сварки нашел в атомной промышленности, где очень важна надежность сварки. Металл при воздействии на него лазерным лучом нагревается и плавится настолько быстро, что, пока он не затвердеет, тонкая кромка просто не успевает деформироваться.

По сравнению с другими технологиями лазерная сварка обладает существенными преимуществами. Среди главных из них — высокая скорость сварочных работ, меньшая зона теплового воздействия, отсутствие необходимости в обработке сварочных швов, увеличение стойкости металла к коррозии. Кроме того, при применении метода лазерной сварки в несколько раз возрастает производительность работ, есть возможность осуществлять самые разные типы соединений при невозможности сваривать металлы традиционными способами. Лазерная сварка способна надежно сварить не только металлы (вплоть до высоколегированной и высокоуглеродистой стали), но и всевозможные сплавы. Например — сплавы из меди и титана, пластмассы, стекла и т.д. При этом в процессе лазерной сварки незначительны как трудоемкость, так и деформации металла (в пять, а то и в шесть-семь раз ниже, нежели при применении дуговой сварки). Также неоспоримыми преимуществами данной сварочной технологии является большая глубина проплавления металла при очень небольшой ширине сварочного шва и точная дозировка энергии, необходимой для осуществления сварочных работ. Нельзя также не отметить, что очень удобным в применении метода лазерной сварки является то, что место сварки может находиться на удалении от самого лазерного прибора, а расщепление призмой лазерного луча позволяет сварщикам одновременно сваривать сразу несколько изделий.