книги из ГПНТБ / Рэди, Дж. Действие мощного лазерного излучения

ного сварного шва была меньше толщины образца. При сварке тонких образцов можно получать швы шириной в несколько сотых миллиметра.

ТАБЛИЦА 8.2

Сварка мощным С02-лазером непрерывного действия (сварка встык по всей толщине)

И Сварка в атмосфере аргона. Частное сообщение Уэбстера. '-) Данные взяты нз работы [10].

Для лазерной сварки большое значение имеет геометрия соеди­ нения. Поскольку скорость процесса велика, металл не успевает растекаться. Поэтому важно обеспечить тесный контакт свари­ ваемых деталей. Обычно лучше всего распределять луч примерно поровну на обе свариваемые детали.

Швы, получаемые при лазерной сварке, обладают высокой прочностью. Стыковые швы, выполненные в материале Rene 41 толщиной 0,13 мм точечной сваркой при перекрытии пятен от импульсов рубинового лазера, обладают прочностью на разрыв при комнатной температуре, сравнимой с прочностью исходного металла [7]. Используя одиночный лазерный импульс с энергией в несколько джоулей, можно производить сварку проволоки с проволокой без потери прочности (т. е. такую сварку, при кото­ рой сварное соединение обладает той же прочностью, что и исход­ ная проволока) при диаметрах проволоки в пределах 0,025— 0,25 мм [6].

Обычно при испытании на разрушение лазерного сварного шва образец разрывается в непосредственной близости от шва, но не по самому шву. Это может быть связано с небольшим умень­ шением поперечного размера образца в этом месте при сварке.

плавиться. Лазерная сварка в своей основе остается процессом плавления, н для нее справедливы те же самые металлургические соображения, которые относятся к другим видам сварки плавле­ нием. Даже при сварке образцов нз одного и того же металла не все материалы свариваются одинаково хорошо. Легко свари­ ваются никель, нержавеющая сталь и сплав бериллия с медыо. Труднее сварить медь, алюминиевые сплавы, агломерированную бронзу. Основное требование при лазерной сварке состоит в том, чтобы лазерный луч образовывал хорошую «лужицу» металла. Некоторые трудности при сварке латуни связаны с тем, что цинк выкипает раньше, чем образуется такая лужица.

Итак, для широкого класса задач лазерная сварка является технически осуществимой. Ее фактическое использование в про­ изводстве зависит от факторов, о которых речь пойдет ниже 1).

3. Сверление отверстий

Применение лазеров для сверления отверстий в металле может оказаться полезным во многих областях, например для получения малых отверстий с регулируемой утечкой, сопел, апертур для электронно-лучевых приборов [13] и крошечных отверстий для экспериментов по оптической интерференции [14]. Не представляет трудности получение тонких отверстий размером меньше 0,02 мм в металлических пластинах. Можно пробить с большой точностью систему близко расположенных отверстий без нагревания окружающего вещества и без загрязнений. Очень маленькие отверстия для специальных нужд были сделаны по заказу в образцах, для обработки которых обычные методы непригодны. Зона вокруг отверстия, подвергшаяся тепловому воздействию, может быть мала, в типичном случае 0,02—0,05 мм. На количество удаленного металла, как и при сварке, влияют свойства вещества. Для сверления отверстий обычно исполь­ зуются импульсы длительностью порядка сотен микросекунд; лазерный импульс длительностью свыше 2 мс для этой цели исполь­ зуется редко. Мы уже привели в гл. 3 для различных металлов количественные данные о массе, удаляемой под действием типич­ ных лазерных импульсов.

Сверление отверстий в металле производят обычно либо с по­ мощью импульсных лазеров на рубине или неодимовом стекле, либо с помощью С02-лазеров, работающих в импульсном периоди-

1)Теплофизическому анализу сварочных процессов посвящена моногра­ фия [118]. Развитые в ней методы нашли широкое применение при тепло­ физических расчетах процессов лазерной сварки и резки. Существенные результаты в этой области получены, в частности, в работах [119—123].—

Прим. ред.