Czym jest spawanie laserowe, zalety i wady
Spawanie laserowe
Spawanie laserowe to metoda spawania wykorzystująca wiązkę laserową skupioną przez strumień spójnych, monochromatycznych fotonów o dużej mocy jako źródło ciepła. Ta metoda spawania obejmuje zazwyczaj spawanie laserowe z ciągłą mocą oraz spawanie laserowe z impulsową mocą. Zaletą spawania laserowego jest brak konieczności przeprowadzania go w próżni, ale wadą jest mniejsza penetracja niż w przypadku spawania wiązką elektronów.
Spawanie laserowe pozwala na precyzyjną kontrolę energii, umożliwiając spawanie precyzyjnych mikrourządzeń. Znajduje zastosowanie w spawaniu wielu metali, zwłaszcza w rozwiązywaniu problemów ze spawaniem metali trudno spawalnych i metali o różnych właściwościach.
Generowanie lasera: Kiedy substancja jest stymulowana, wytwarza wiązkę światła o dokładnie tej samej długości fali, częstotliwości i kierunku.
Charakterystyka lasera: dobra monochromatyczność, dobra kierunkowość i wysoka gęstość energii. Po przepuszczeniu lub skupieniu przez reflektor, laser może uzyskać wiązkę energii o średnicy mniejszej niż 0,01 mm i gęstości mocy do 1013 W/cm², która może być wykorzystywana jako źródło ciepła do spawania, cięcia, wiercenia, obróbki powierzchni itp. Materiały, z których wytwarzane są lasery, to ciała stałe, półprzewodniki, ciecze, gazy itp. Spośród nich lasery na bazie granatu itrowo-glinowego (YAG) oraz lasery gazowe CO2 są wykorzystywane głównie w procesach przemysłowych, takich jak spawanie i cięcie.
Główne zalety spawania laserowego to:
(1) Lasery można zginać i przesyłać za pomocą metod optycznych, takich jak światłowody i pryzmaty. Nadają się do spawania mikroelementów i innych części trudno dostępnych innymi metodami spawania. Można je również spawać przez materiały przezroczyste.
(2) Wysoka gęstość energii, która umożliwia szybkie spawanie, małą strefę wpływu ciepła i odkształcenie spawalnicze, co jest szczególnie przydatne do spawania materiałów wrażliwych na ciepło.
(3) Lasery nie są podatne na działanie pól elektromagnetycznych, nie generują promieni rentgenowskich, nie wymagają ochrony próżniowej i mogą być stosowane do spawania dużych konstrukcji.
(4) Przewody izolowane można spawać bezpośrednio, bez wcześniejszego zdejmowania warstwy izolacyjnej; można również spawać materiały o różnych właściwościach fizycznych, różniące się znacznie od siebie.
Głównymi wadami spawania laserowego są: wysoki koszt sprzętu, niski współczynnik konwersji energii (5–20%) oraz wysokie wymagania dotyczące obróbki powierzchni spawanych, montażu, pozycjonowania itp. Obecnie spawanie laserowe jest wykorzystywane głównie do spawania mikrourządzeń w przemyśle elektronicznym i pomiarowym, a także do spawania blach ze stali krzemowej, blach ocynkowanych itp.