При применении лазерной сварки прочность сварных соединений (ширина шва составляет несколько миллиметров) достигает уровня прочности свариваемого материала. Осуществляется автоматическая лазерная сварка кузовов автомобилей, сварка листов титана и алюминия на судостроительных верфях, сварка газопроводов.
Лазерная сварка успешно конкурирует с хорошо известными способами сварки. Она обладает рядом преимуществ, которые делают ее во многих случаях лучшим или даже единственно возможной. При лазерной сварке нет контакта со свариваемым образцом, а поэтому нет опасности его загрязнения какими-либо примесями. В отличие от электронной сварки, для которой нужен вакуум, лазерная сварка проводится в атмосфере. Лазерная сварка позволяет осуществлять быстро и с высокой точностью локальное проплавление в данной точке или вдоль заданной линии. Подвергаются тепловой действия зона имеет очень малые размеры,об этом в частности говорится на нашем сайте доступном по ссылке, что важно, в частности, в тех случаях, когда сварка производится в непосредственной близости от чувствительных к нагреву элементов.
1.5 Термообработка
При направлении лазерного луча на поверхность металла тонкий поверхностный слой быстро нагревается. По мере перемещения луча на другие участки поверхности происходит быстрое охлаждение нагретого участка. Так производят закалку поверхностных слоев, что приводит к существенному повышению их прочности. Лазерная закалка позволяет избирательно увеличивать прочность именно тех участков поверхности, именно тех деталей, которые в наибольшей мере поддаются износу. Так, лазерную закалку применяют в автомобильной промышленности для упрочнения головок цилиндров двигателей, направляющих клапанов, шестерен, распределительных валов и т. Д.
Для повышения твердости поверхности применяют также лазерное легирование. Легирующие присадки в виде порошка предварительно наносят на обрабатываемую поверхность. При облучении лазером поверхности заготовки происходит плавление и взаимное перемешивание порошка и материала заготовки в пределах тонкого поверхностного слоя.
Термообработку обычно производят непрерывно генерирующим лазером на СО2.
Поверхностное упрочнение металлов делают ударными волнами при использовании лазеров, генерирующих последовательности импульсов. У поверхности металла образуется слой плазмы. Плазма распространяется навстречу лазерному лучу, в результате чего рождается ударная волна. Поскольку луч представляет собой последовательность импульсов, возникает последовательность ударных волн. Влияние волн на металлическую деталь оказывает в данном случае такое влияние, как при холодной обработке металла давлением. Лазерная термообработка позволяет повысить твердость материала на 20-30% по сравнению с традиционными методами укрепления и в несколько раз износостойкость.
1.6 Классификация лазеров
Классификация лазеров производиться с учетом как типа активной среды, так и способа ее возбуждения (способа накачки). По способу накачки следует, прежде всего, выделить два способа — оптическая накачка и накачка с использованием самостоятельного электрического разряда. Оптическая накачка имеет универсальный характер. Она применяется для возбуждения самых различных активных сред — диэлектрических кристаллов, стекол, полупроводников, жидкостей, газовых смесей. Оптическое возбуждение может использоваться так же как составной элемент некоторых других способов накачки. Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда применяется в разодетых газообразных активных средах — при давлении 1 … 10 мм рт.ст.
Классификация лазеров по активной среде и области применения:
1) Твердотельные лазеры:
a) алюмо-иттриевые твердотельные лазеры с неодимовым легированием — инфракрасные лазеры большой мощности, используемые для точной резки, сварки и маркировки изделий из металлов и других материалов;
b) кристаллические лазеры с иттербиевой легированием или на основе иттербиевой стекловолокна; обычно работают в диапазоне 1020-1050 нм; потенциально самые высокоэффективные благодаря малому квантовому дефекту. Волоконные лазеры с иттербиевой легированием обладают рекордной непрерывной мощностью среди твердотельных лазеров (десятки киловатт);) алюмо-иттриевые с ербіевим легированием, 1 645 нм;) алюмо-иттриевые с Туліїв легированием, +2015 нм;) алюмо-иттриевые с гольмієвую легированием, 2096 нм, излучение поглощается влажными материалами толщиной менее 1 мм. Обычно работает в импульсном режиме и используется в медицине;) титан-сапфировые лазеры — хорошо перестраиваемый по длине волны інфракарасний лазер, используемый для генерации сверхкоротких импульсов и в спектроскопии;)