Тема 4.2. Сварка световым лучом

При сварке оптическим лучом можно получить плотности энергии того же порядка, что и при использовании электрон­ного луча. Вследствие от­сутствия пространствен­ного заряда упрощается фокусировка оптического луча. Этот способ более универсальный, так как металлы можно сваривать на воздухе, в защитной атмосфере и в вакууме. Возможность точной дозировки энергии делает этот метод особенно пригодным при сварке микросоединений.

Рис. 37. Установка для обработки световым» лучом К-ЗМ

Создан ряд специализированных экспериментальных установок для сварки и пайки сфокусированной лучистой энергией ксеноновых ламп мощностью 0,5 - 10 кВт. В этих установках излучение ксеноновой лампы фокуси­руется на изделие с помощью эллипсоидного отражателя. С целью увеличения плотности энергии в пятне на­грева используют дополнительную линзовую оптику (рис. 38, а и б).

Рис. 38. Оптические схемы установок для сварки лучистой энер­гией:

а - моноэллипсоидная система; б - то же, с двухлинзовым конден­сатором;

1 - отража­тель; 2 - лампа; 3 - изделие; 4 - конденсор

Экспериментально установлено, что оптический источ­ник теплоты является нормально-круговым и по плот­ности энергии в пятне нагрева занимает промежуточное положение между газовым пламенем и электрической ду­гой, а по сосредоточенности близок или превосходит по­верхностные металлические дуги (рис. 38. а, б).

Оптический источник позволяет сваривать также и неметаллические материалы, такие как стекло, керамику, пластмассы. Успешно осу­ществлен процесс сварки шлакового стекла, применение которого имеет большое хозяйственное значение. Оптический источник теплоты можно использовать также для локальной термообработки сварных соединений.

Вопросы для проверки

1. На каком принципе основана лазерная сварка?

2. Какие энергетические элементы используются в квантовых генераторах?

3. Что представляет собой сварочная лазерная установка?

4. Какие другие источники, кроме лазера можно использовать для сварки световым лучом?

5. Какие материалы, кроме металла можно сваривать с помощью лучистой энергии?

Раздел 5. Плазменная сварка, резка, наплавка металлов

В качестве, источника теплоты при некоторых видах обработки материалов используют плазменную струю – поток ионизированных частиц, обладающих большим запасом энергии. Плазменная струя представляет собой высокоинтенсивный источник теплоты, максимальная температура которого может достигать 20 000 К и более. Благодаря своим энергетическим показателям плазменной струёй можно сваривать металлы и неметаллы, а также их сочетания. Высокая температура плазменной струи позволяет производить также высококачественную резку тугоплавких металлов и неметаллов. Использование плазменной струи является, пожалуй, единственным способом разделения керамических изделий, а также для наплавки тугоплавких материалов и сплавов. Изучаемый материал сопровождается пояснительными рисунками. Для самопроверки предлагаются вопросы в конце раздела. Для проверки качества освоения дисциплины используется тест № 9 блока текущего контроля.