Лазерная сварка

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ 3
1. Общие сведения о лазерной сварке 4
1.1 Источники энергии 4
1.2 Виды технологических лазеров 4
1.3 Классификация методов лазерной сварки 5
1.4 Применение лазерной сварки 5
1.5 Преимущества и недостатки 7
2. Технология лазерной сварки и оборудование для ее осуществления 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 12

1.2 Виды технологических лазеров
Для сварки металлов используются твердотельные и газовые лазеры. Лазеры технологические могут быть непрерывного действия и импульсно-периодического действия.
Одним из первых твердотельных лазеров для сварки был использован лазер на рубине. Твердотельные лазеры с активным элементом в виде стержней из стекла с примесью неодима позволяют получать более высокие значения энергии излучения. Твердотельные лазеры из иттрий-алюминиевого граната с активным элементом с добавкой неодима отличаются от других лазеров тем, что имеют по сравнению с ними большие технологические возможности.
Наиболее широко используют для сварки газовые лазеры, в которых в качестве активной среды используется СО2. Эти лазеры развивают в настоящее время среднюю мощность от нескольких десятых до десятков киловатт в непрерывном и импульсно-периодическом режимах генерации излучения с λ = 10,6 мкм.2

1.3 Классификация методов лазерной сварки
Существует три группы признаков, по которым осуществляется классификация методов лазерной сварки.
Энергетические признаки. Каждый метод лазерной сварки характеризуется плотностью мощности E, Вт/см2, т. е. отношением мощности лазерного излучения к площади пятна сфокусированного луча, и длительностью воздействия излучения τ, т. е. экспозицией непрерывного излучения или длительностью импульса при импульсном излучении.
По технологическим признакам необходимо различать сварку малых толщин и сварку с глубоким проплавлением металлов. Лазерная сварка с глубоким проплавлением обеспечивает соединение металлов толщиной более 1,0 мм и выполняется лазерами как непрерывного действия, так и импульсно-периодическими.
Экономические признаки. Методы лазерной сварки характеризуются своеобразными экономическими признаками, которые необходимо учитывать как при разработке технологического процесса, так и при проектировании сварных соединений.

1.4 Применение лазерной сварки
Основная область применения лазерной сварки — это передовые производства с инновационными технологиями. Изучаемая сварка нашла довольно широкое применение в автомобилестроении, атомной энергетике, в авиакосмической отрасли, приборостроении, в микроэлектронике и других областях.
При помощи лазера в микроэлектронике и приборостроении в целом соединяют между собой материалы, имеющие различную толщину и родство. Размеры свариваемых материалов могут достигать нескольких долей миллиметра, это очень важно в современной науке и технике.
Применение лазера в автомобильной промышленности не ограничивается точеной сваркой кузовных элементов из тонколистовой стали. Для снижения веса в современных автомобилях все чаще применяют детали из алюминиевых и магниевых сплавов. Характерная особенность этих материалов — наличие у них поверхностной оксидной пленки с высокой температурой плавления. Именно за счет этого здесь лазерная сварка и нашла свое широкое применение.
...

1.5 Преимущества и недостатки
Преимущества лазерной сварки можно описать одним словом — точность. Лазерные установки никогда не ошибаются, с их помощью можно направить луч в конкретную точку и вероятность ошибки будет минимальна. Даже при работе с очень мелкими деталями. При этом качество соединения всегда очень хорошее.
При сварке лазером мощные установки используют газ, за счет чего шов получается узким и детали провариваются на необходимую глубину. В таком случае свариваемые детали не подвержены деформации.4
Следующий плюс просто невозможен для большинства типов сварки. Луч лазера можно направить с довольно большого расстояния, что крайне удобно в труднодоступных местах. К примеру, существует лазерный аппарат, способный ремонтировать подводные трубопроводы. Это становится возможным за счет использования зеркал. За счет них можно луч лазера направлять в любую сторону, за счет этого сварка деталей происходит в разнообразных местах – и сложных и неудобных.
...

2. Технология лазерной сварки и оборудование для ее осуществления

Ниже перечислены свойства, на которых основывается принцип и сущность сварки при помощи лазера. К ним относятся:
• направленность. При проведении сварочного процесса не происходит рассеивание луча при его движении от источника к свариваемому изделию;
• монохроматичность. Данное свойство характеризуется небольшой шириной спектральных линий, которые излучаются источником;
• когерентность. В основе этого показателя лежит взаимосвязь фаз теплового поля луча лазера в разных зонах.
Благодаря этим показателям повышается мощность лазерного луча, он обеспечивает точное размеренное плавление и испарение металлов в зоне свариванияПрисутствие вакуума в районе сварочной лазерной ванны не нужно и от свариваемой зоны источник может находится на том расстоянии, на каком необходимо сварщику.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе проделанной работы выполнены все задачи для достижения поставленной цели: рассмотрены источники энергии для лазерной сварки, виды технологических лазеров, классификация методов лазерной сварки, ее применение, преимущества и недостатки, а также технология лазерной сварки, оборудование для ее осуществления и другие моменты.
Из вышеизложенного материала необходимо сделать несколько выводов: во-первых, сварка — один из ведущих технологических процессов современной промышленности. До двух третей стального проката в мире идет на производство сварных конструкций; во-вторых, лазерная сварка — это один из видов сварки плавлением с нагревом рабочей зоны энергией лазерного излучения. Она относится к термическому классу сварочных технологий и входит в одну группу с плазменной, дуговой и электронно-лучевой сварками. При помощи нее можно получить эстетичный, ровный и гладкий шов без деформированный, искривлений.
...