Лазерная сварка металлов

Серпиченко С., руководитель доц. Кордюк С. Л.

Национальная металлургическая академия Украины

Одним из наиболее широко распространенных технологических процессов в производстве является сварка. Лазерное излучение обеспечивает высокую концентрацию энергии, существенно превосходящие другие источники энергии, используемые для сварки.

Достаточно высокую концентрацию энергии также обеспечивает электронный луч, используемый в настоящее время для сварки ответственных конструкций. Электронно-лучевая сварка осуществляется в вакуумных камерах, что является в настоящее время необходимым условием устойчивого проведения процесса.

Лазерная сварка в отличие от электронно-лучевой не требует вакуумных камер. Процесс лазерной сварки осуществляется в атмосфере воздуха либо в среде защитных нейтральных газов (Ar, He), в среде углекислого газа (CO₂) и др. Поэтому создается возможность использования лазерной сварки для конструкций любых габаритов.

В отличие от электронного луча, дуги или плазмы на лазерный луч не влияют магнитные поля свариваемых деталей и технологической оснастки, что позволяет получать устойчивое качественное формирование сварного шва по всей длине.

Для сварки металлов используются твердотельные и газовые лазеры. Различают технологические лазеры импульсно-периодического и непрерывного действия. Из твердотельных лазеров для сварки применяют лазеры на рубине (в качестве твердого активного элемента в нем использованы стержни из кристалла искусственного рубина). Эти лазеры генерируют обычно импульсно – периодическое излучение по длине волны 0,69 мкм с длительностью импульсов 10^-3 … 10^-9 c.

Обработка материалов с помощью лазеров

Степанченко А., Мартыненко К., руководитель доц. Кордюк С. Л.

Национальная металлургическая академия Украины

В последнее время получила распространение еще одна важная область применения лазеров —лазерная технология, с помощью которой обеспечивается резка, сварка, легирование, скрайбирование металлов и обработка интегральных микросхем. Причем отмечаются такие преимущества лазерной обработки, как высокая скорость выполнения операций, высокое качество обработки, возможность автоматизации операций обработки и др. .

Обработка материалов с помощью лазеров вылилась в последнее время в мощное направление, которое получило название лазерной технологии. Вот что говорит об этом направлении академик Н. Г. Басов: “Лазерный луч – это уникальный тепловой источник, способный нагреть облучаемый участок детали до высоких температур за столь малое время, в течение которого тепло не успевает “растрескаться”. Нагреваемый участок может быть при этом размягчен, рекристаллизован, расплавлен, наконец, его можно испарить. Дозируя тепловые нагрузки путем регулирования мощности и продолжительности лазерного облучения, можно обеспечить практически любой температурный режим и реализовать различные виды термообработки. Лазерный нагрев используется для поверхностей закалки и легирования металлов, для плавления при сварке, для плавления и испарения с выбросом паров при резке и сверлении”.