Как работает лазерный сварщик?

Лазер - это луч концентрированной световой энергии, генерируемый на определенной длине волны. В природе свет существует в широком спектре длин волн, от очень коротких (рентгеновские и гамма-лучи) до очень длинных (радиоволны). Люди могут видеть только видимый свет или волны «белого света» с длиной волны около 430-690 нанометров (нм). Лазерный луч - это усиленная концентрация световой энергии на определенной длине волны. Это когерентный свет, позволяющий сфокусироваться на узком месте и узком луче на больших расстояниях. Слово лазер - это аббревиатура, обозначающая усиление света за счет вынужденного излучения.

Принцип работы лазерного сварщика

Лазерный луч создается внутри кристалла рубина. Кристалл рубина состоит из оксида алюминия с распределенным по нему хромом. Из которого образуется около 1/2000 кристаллов, это меньше, чем у натурального рубина. Зеркала с серебряным покрытием установлены внутри с обеих сторон кристалла. На одной стороне зеркала есть крошечное отверстие, через которое выходит луч.

Вокруг кристалла рубина помещена импульсная лампа, заполненная инертным газом ксенон. Вспышка специально разработана, поэтому частота вспышек составляет около тысячи вспышек в секунду.

Электрическая энергия преобразуется в энергию света, это работает с помощью импульсной лампы.

Конденсатор предназначен для хранения электрической энергии и подачи высокого напряжения на импульсную лампу для надлежащего выполнения работы.

Электрическая энергия, выделяемая конденсатором и ксеноном, преобразует высокую энергию в белый свет вспышки с частотой 1/1000 в секунду.

Атомы хрома в кристаллах рубина возбуждаются и накачиваются до высоких энергий. Из-за выделения тепла часть этой энергии теряется. Но часть световой энергии отражается от зеркала к зеркалу, и снова атомы хрома возбуждаются до потери своей дополнительной энергии одновременно, чтобы сформировать узкий пучок когерентного света. Он выходит через крошечное отверстие на одном конце в зеркале кристалла.

Этот узкий луч фокусируется оптической фокусирующей линзой для создания небольшого интенсивного лазерного луча на заготовке.

Лазерные лучи меняются при взаимодействии с материалом

Поглощение лазерной энергии материалом зависит от ряда факторов, таких как длина волны, толщина материала, кристаллическая структура, добавки материала, молекулярная структура и т. Д. Этот процесс использует преимущества этих свойств материала и лазера для создания связи между двумя пластиковыми материалами:один передает энергию лазера, а другой поглощает ее.

Когда лазерный луч встречает какой-либо материал, например пластик, он либо пропускается, либо отражается, либо поглощается в зависимости от длины волны и состава материала, с которым он сталкивается. Большинство материалов в той или иной степени проявляют все три эффекта, но в разных пропорциях. Материал может быть оптически прозрачным для света в видимом спектре и очень поглощающим для инфракрасного лазера или непрозрачным для наших глаз, но прозрачным для инфракрасного лазера.

Механики лазерной сварки

Лазерная сварка - это процесс, при котором происходит слияние материалов с теплом, полученным от приложения концентрированного когерентного светового луча, падающего на соединяемые поверхности.

Это достигается за счет следующих этапов:

1. Взаимодействие лазерного луча с материалом заготовки.

2. Теплопроводность и повышение температуры.

3. Испарение при плавлении и соединение:при использовании лазерного луча для сварки электромагнитное излучение падает на поверхность основного металла с такой концентрацией энергии, что температура поверхности превращается в расплавленный пар и образуются расплавы металла ниже.