În primul rând, ce este un laser? Primul fascicul laser din lume a fost produs în 1960 prin utilizarea unui bec bliț pentru a excita boabele de cristal de rubin. Datorită limitării capacității de căldură a cristalului, acesta a putut produce doar un fascicul de impuls foarte scurt, cu o frecvență foarte joasă. Deși energia de vârf a impulsului instantaneu poate fi de până la 106 wați, este totuși o ieșire de energie scăzută.
Tehnologia laser folosește un polarizator pentru a reflecta fasciculul generat de laser, astfel încât acesta să fie concentrat într-un dispozitiv de focalizare pentru a produce un fascicul de energie uriașă. Dacă focalizarea este aproape de piesa de prelucrat, piesa de prelucrat se va topi și se va evapora în câteva milisecunde. Acest efect poate fi utilizat în procesul de sudare. Apariția CO-de mare putere2și laserele YAG{0}}de mare putere au deschis un nou domeniu al sudării cu laser. Cheia echipamentelor de sudare cu laser sunt laserele de mare-putere. Există două categorii principale. Unul este laserul solid, cunoscut și sub numele de laser Nd:YAG. Nd (neodim) este un element aristocratic rar, YAG înseamnă granat de ytriu-aluminiu, iar structura sa de cristal este similară cu rubinul. Lungimea de undă a laserului Nd:YAG este de 1,06 μm. Principalul avantaj este că fasciculul generat poate fi transmis prin fibră optică, astfel încât un sistem complex de transmisie a fasciculului poate fi omis. Este potrivit pentru sisteme de fabricație flexibile sau prelucrare la distanță și este de obicei utilizat pentru piese de prelucrat cu cerințe ridicate de precizie de sudare. Laserele Nd:YAG cu puteri de ieșire de 3-4 kilowați sunt utilizate în mod obișnuit în industria auto. Celălalt tip este laserul cu gaz, cunoscut și sub numele de CO2laser. Gazul molecular este utilizat ca mediu de lucru pentru a produce un laser infraroșu cu o dimensiune uniformă de 10,6 μm. Poate funcționa continuu și poate produce o putere foarte mare. Puterea laser standard este între 2-5 kilowați.
În comparație cu alte tehnologii tradiționale de sudare, principalele avantaje ale sudării cu laser sunt:
1. Viteză rapidă, adâncime mare și deformare mică.
2. Sudarea se poate executa la temperatura camerei sau in conditii speciale, iar echipamentul de sudura este simplu. De exemplu, fasciculul laser nu se va devia atunci când trece printr-un câmp electromagnetic; laserele pot efectua sudarea în vid, aer și anumite medii gazoase și pot suda prin sticlă sau materiale transparente pentru fasciculul laser.
3. Poate suda materiale refractare precum titanul, cuarțul etc. și poate suda și materiale eterogene cu rezultate bune.
4. După ce laserul este focalizat, densitatea de putere este mare. Când sudați dispozitive cu putere mare-, raportul de aspect poate ajunge la 5:1 și până la 10:1.
5. Este posibilă microsudura. După ce fasciculul laser este focalizat, acesta poate obține un punct foarte mic și poate fi poziționat cu precizie, astfel încât să poată fi aplicat
Este utilizat la asamblarea și sudarea pieselor micro și mici în producția automată de masă.
6. Poate suda părți inaccesibile și poate implementa sudare la distanță fără-contact, care are o mare flexibilitate. În special în ultimii ani, tehnologia de transmisie cu fibre optice a fost adoptată în tehnologia de procesare cu laser YAG, ceea ce a permis ca tehnologia de sudare cu laser să fie promovată și aplicată mai pe scară largă.
7. Raza laser poate fi împărțită cu ușurință în timp și spațiu, permițând procesarea simultană cu mai multe-raze și procesarea cu mai multe-stații, oferind condiții pentru o sudură mai precisă.
Cu toate acestea, sudarea cu laser are și anumite limitări:
1. Este nevoie de o mare precizie de asamblare a pieselor de prelucrat și ca poziția fasciculului laser pe piesa de prelucrat să nu poată fi compensată semnificativ. Acest lucru se datorează faptului că dimensiunea spotului laser este mică după focalizare, cusătura de sudură este îngustă și se adaugă material metalic de adaos. Dacă precizia ansamblării piesei de prelucrat sau precizia poziționării fasciculului nu îndeplinește cerințele, pot apărea cu ușurință defecte de sudare.
2. Costul laserelor și sistemelor aferente este relativ mare, rezultând o investiție inițială mare.
