Lasersvetsning

Lasersvetsning  - svetsning med laser som energikälla.

Lasersvetsning används för att svetsa identiska och olika metaller inom radioelektronik och elektronikteknik , det låter dig svetsa olika material med tjocklekar från flera mikrometer till tiotals millimeter.

Historik

Lasersvetsning dök upp efter uppfinningen av N. G. Basov , A. M. Prokhorov , H. Towns på 60-talet av XX-talet lasrar, skapandet av kraftfulla laserinstallationer med kontinuerlig och pulsad verkan.

År 2019 har en metod utvecklats för att svetsa glas till metall med en pikosekundlaser. [ett]

Hur det fungerar

Kärnan i lasersvetsprocessen är som följer: laserstrålning riktas till ett fokuseringssystem, där den fokuseras till en mindre stråle och träffar de delar som ska svetsas, där den delvis reflekteras, delvis tränger in i materialet, där den absorberas, värmer och smälter metallen och bildar en svets.

Fördelen med laserstrålning är en hög koncentration av energi: lasersvetsning utförs vid lasereffekttätheter E = 10 6 - 10 7 W / cm 2 , vilket tillåter svetsning av olika material med tjocklekar från flera mikrometer till tiotals millimeter. Vid svetsning av produkter med liten tjocklek från 0,05 till 1,0 mm sker svetsning med defokusering av laserstrålen.

Lasersvetsning utförs genom genomgående och partiell penetration i valfri rumslig position. Svetsning utförs med kontinuerlig eller pulsad strålning. Med pulsad laserstrålning bildas svetsen av svetsfläckar, deras överlappning med 30–90 %.

Lasersvetsning är indelad i tre typer: mikrosvetsning (tjocklek eller penetrationsdjup upp till 100 mikron), minisvetsning (penetrationsdjup från 0,1 till 1 mm) och makrosvetsning (penetrationsdjup över 1 mm).

Moderna svetsmaskiner med halvledarlasrar utför sömsvetsning med en hastighet på upp till 5 mm/s med en pulsfrekvens på cirka 20 Hz. Svetsning utförs med tillsatsmaterial (tråd med en diameter på ca 1,5 mm, tejp eller pulver); tillsatsen ökar svetsens tvärsnitt.

Fördelar

• möjligheten att svetsa strukturer med hög precision;
• svetsning utan redigering eller bearbetning;
• hög svetshastighet och arbetseffektivitet (en stålplåt 20 mm tjock svetsas med en elektrisk ljusbåge med en hastighet av 15 m/h i 5 - 8 pass, vid svetsning med en kontinuerlig laserstråle svetsas plåten med en hastighet av 100 m/h i 1);
• hög miljösäkerhet jämfört med traditionell svetsning;
• minimitemperaturkoppel och vridning av metallen (i jämförelse med andra metoder);
• bra utseende, vilket är viktigt till exempel vid svetsning av bilkarosser .

Nackdelar

• höga kostnader för lasersystem;
• låg verkningsgrad (0,01-15,0%).

Utrustning

Utrustningen för lasersvetsning inkluderar en laser, system för fokusering av strålning, gasskydd av produkten, förflyttning av strålen och produkten.

Vid svetsning används solid state- och gaslasrar . Solid-state lasrar är baserade på rubin, glas dopat med neodymjoner, yttriumaluminium granat (YAG) med neodym, och även baserat på ytterbiumfiber. Gaslasrar - en blandning av CO 2 , N 2 och He används som arbetsvätska.

Den ryska industrin producerar enheter i serierna LRS-100-500 HTS-200-500 LGT-2.01, TL-5M, MUL-1, LTA4-1, LTA4-2, ALFA och ALFA-AUTO [2] . Installationer gör det möjligt att utföra halvautomatisk svetsning i ett pulserat läge med mikroprocessorkontroll.

Litteratur

Teknisk litteratur:

• Nikolaev G. A. Svetsning i maskinteknik: En uppslagsbok i 4 volymer - M .: Mashinostroenie , 1978 (1-4 volymer).
• Blashchuk, V.E. Metall och svetsning: lärobok / V.E. Blaschuk; 3:e uppl., reviderad. och ytterligare - Moskva: Stroyizdat, 2006. - 144 sid.
• Malashchenko A. A. Lasersvetsning av metaller. M.: Mashinostroenie, 1984, 47 sid.
• Grigoryants A. G. Lasersvetsning av metaller. M .: " Högre skola ", 1988. - 207 sid.

Anteckningar

1. ↑ Ingenjörer lärde sig hur man svetsar glas till metall med en laser Arkivkopia av 24 oktober 2020 på Wayback Machine // Vesti - Nauka, 6 mars 2019
2. ↑ ALFA-Auto automatiserad lasermaskin, köp lasersvetsutrustning i Moskva . laser-form.ru Hämtad 13 mars 2020. Arkiverad från originalet 27 februari 2020. (ryska)

Ordböcker och uppslagsverk	Moderna Ukraina
I bibliografiska kataloger	NKC : ph268215