Лазерная сварка: принцип действия и преимущества

Соединять металлы можно по-разному. Наиболее надежным и прогрессивным способом получения неразъемных соединений разных изделий является лазерная сварка. Благодаря этой технологии можно не только достичь большой точности и аккуратности, но и соединить материалы, имеющие большую температуру плавления или высокую тепловодность. Короткий, управляемый период плавления и малое количество расплава дают возможность производить сварку даже таких деталей, для которых обычные методы совсем не годятся.

Особенности технологии

Лазерная сварка отличается тем, что лазерный луч позволяет обеспечить высокую концентрацию энергии в точке, диаметр которой не превышает нескольких микрометров. Уровень мощности достигает 10^8 Вт/см2, что намного больше, чем дает, к примеру, дуга. По концентрации энергии лазерная сварка может сравниться разве что с электронным лучом (его мощность составляет около 10^б Вт/см2). Но если последний можно использовать лишь в вакуумной камере, то лазерная сварка может производиться в среде с каким-либо защитным газом (СО₂, Не, Ar) или просто на воздухе. Что касается управления, то оно осуществляется с помощью оптической системы. Лазерная сварка производится в довольно широком интервале режимов, и это обеспечивает высокопроизводительный процесс соединения всевозможных материалов, толщина которых начинается от нескольких микрометров и доходит до нескольких десятков миллиметров. Несмотря на то, что этот процесс весьма сложен и пока что нет универсальной теоретической модели, которая смогла бы его описать во все полноте, его широко применяют на практике, и на то есть веские причины.

Чем хороша лазерная сварка металлов

К числу несомненных достоинств этого метода относят следующие:

1. Высокая производительность данной технологии по сравнению с прочими способами.
2. Малая зона термического воздействия, которая ограничивается одним лишь диаметром лазера. Это позволяет получить большую технологическую прочность и пластичность соединения.
3. Легкость управления и возможность изменения программы обработки.
4. Экологичность. Современная установка лазерной сварки позволяет обойтись без вспомогательных сварочных материалов и флюсов.
5. Возможность качественного соединения разнородных металлов.
6. Очень часто удается избежать использования присадочных материалов.
7. Возможность сварки в сложных для доступа местах.

Для сварки металлических деталей применяют газовые и твердотельные лазеры как непрерывного, так и периодического воздействия. Применение описываемой технологии напрямую зависит от мощности установок. Так, лазеры, мощность которых лежит в пределах 100-500 Вт, давно используются для сварки малых по размеру компонентов, например, электронных блоков или медицинских приборов. А установки, способные концентрировать более высокий уровень энергии (в диапазоне киловатт) часто применяют вместе с роботами и волоконной оптикой. Они практически незаменимы в сфере автомобилестроения, машиностроения, судостроения и прочих отраслях промышленности.