• Вы строите свой дом.?

    Показать результаты

    Загрузка ... Загрузка ...
  • Принцип действия лазерной сварки

    Автор: Человек Труда vk fb eye 3 564
    Опубликовано 13.2.2014
    1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

     

    Принцип действия лазерной сваркиЛазерная сварка среди множества других видов сварки отличается тем, что позволяет достичь мельчайших сварных швов. Кроме того, ее применяют при производстве микроэлектроники, так как станки лазерной сварки способны резать детали с минимальной погрешностью, а также производить идеальной круглой формы отверстия диаметром в 0,5мм. Посему, лазерная сварка и резка считается «ювелирной», то есть идеально точной и к тому же и быстрой.

     

    Источником света в лазерной сварке является сфокусированный лазерный (твердотельный или газовый) луч. Луч формируется в лазер- генераторе, затем фокусируется при помощи системы фокусирования, и попадает на свариваемое изделие, проникая в него, нагревает и расплавляет материал изделия (лучи бывают импульсного и постоянного действия). Существует 3 вида лазерной сварки:

     

    • микросварка (соединение элементов толщиной, глубиной проплавления до 100 мкм);
    • мини-сварка (глубина проплавления 0,1 —1 мм);
    • макро сварка (глубина проплавления более 1 мм).

     

    Микросварка лазером и мини-сварка лазером получила распространение в производстве микроэлектроники. Таким образом, применение лазерной сварки данных видов проявляется в производстве элементов печатных плат. Резка пластмассовых изделий при необходимости также осуществляется данными видами сварки.

     

    Макро сварка лазером находит свое применение в практически любом виде промышленности, так как существуют станки для макро сварки, которые способны работать на огромных мощностях и плавить самые термостойкие марки металлов на глубины в несколько сантиметров, а может и десятки сантиметров.

     

    Устройство твердотельного лазера

     

    Конструкция установки твердотельного лазера такова, что является довольно примитивной (см. рис.). В качестве активного тела используется рубиновая трубка или стеклянная трубка со специальными примесями: Nd-Glass (неодима), Nd-YAG (алюмоиттриевого граната, легированного неодимом), Yb-YAG (иттербий).

     

    Твердотельный лазерОт высокомощной лампы накачки активное тело формирует луч, который отбивается от зеркал, установленных по торцам его, причем одно из зеркал является условно-отражающим. Это значит, что когда луч набирает достаточную мощность (концентрацию) во время того, как отбивается от зеркал, условно-отражающее зеркало перестает его отражать, пропуская луч дальше к свариваемой детали.

     

    Установки твердотельной лазерной сварки могут быть для производства микросварки и мини-сварки. Они не способны производить лучи больших мощностей, современные показатели мощности для таких установок колеблются в приделах от 1 кВт до 6 кВт включительно.

     

    Устройство газового лазера

     

    Принцип работы газового лазера отличается от твердотельного тем, что он использует смесь газов (СО2+N2+Не), закаченных в газоразрядную трубку.

     

    Газовый лазерКак видно на рисунке, активное тело (смесь газов) закачивается в трубку, в которой находятся электроды. Данные электроды предназначены для создания электрического разряда между ними, что приводит к энергетическому возбуждению газа.

     

    Собственно, таким образом и формируется лазерный газовый луч, а в остальном, он также отражается от зеркал, набирает концентрацию, как и твердотельный, после чего перестает срабатывать второе условно отражающее зеркало и происходит выброс луча к свариваемой детали.

     

    Однако, на втором рисунке была показана схема действия лазера, который имеет продольную систему прокачки газа, он имеет недостаток, который проявляется в больших габаритах сварной установки.

     

    Газовый лазер проточныйНа следующем же рисунке изображена схема все той же газовой лазерной системы, но уже с поперечной системой прокачки газа.

     

    В обеих конструкциях установок газовых лазеров они имеют солидную мощность порядка 20 кВт и больше, благодаря чему может производится сварка металлов с толщиной изделия до 2 см; при этом скорость сварки развивается до 60 метров в час, что является довольно таки солидным показателем для многих других видов сварки.

     

    Устройство газодинамического лазера

     

    Имеется также и третий вариант лазерных установок, которые значительно отличны от предыдущих, они имеют наиболее высокие мощности (100 кВт), способны производить сварку разной тугоплавкости металлов, толщиной в 35 мм, иногда даже больше. При этом скорость сварки шва доходит до 200 метров в час.

     

    Газодинамические лазерыИтак, суть резонатора данной сварочной установки состоит в том, что разогретый до температуры 1000 – 3000 К газ подается в его зону с сверхзвуковой скоростью через сопло; расширяясь и охлаждаясь, молекулы CO2 способствуют переходу на новый, более низкий энергетический уровень, с образованием когерентного излучения.

     

    Напоследок статьи стоит сказать, что данный вид сварки является довольно экономичным относительно расхода электроэнергии и позволяет производить работу на различных напряжениях.

     



    Яндекс.Метрика