Laserhitsaus

Laserhitsaus  - hitsaus käyttämällä laseria energialähteenä.

Laserhitsausta käytetään samanlaisten ja erilaisten metallien hitsaukseen radioelektroniikassa ja elektroniikkatekniikassa , sillä voit hitsata erilaisia ​​materiaaleja, joiden paksuus vaihtelee useista mikrometreistä kymmeniin millimetreihin.

Historia

Laserhitsaus ilmestyi N. G. Basovin , A. M. Prokhorovin , H. Townsin lasereiden keksimisen jälkeen 1900-luvun 60-luvulla, tehokkaiden jatkuvatoimisten ja pulssitoimisten laserlaitteistojen luomisen jälkeen.

Vuoteen 2019 mennessä on kehitetty menetelmä lasin hitsaamiseksi metalliin pikosekundin laserilla. [yksi]

Kuinka se toimii

Laserhitsausprosessin olemus on seuraava: lasersäteily ohjataan tarkennusjärjestelmään, jossa se kohdistuu pienempään säteeseen ja osuu hitsattaviin osiin, missä se heijastuu osittain, tunkeutuu osittain materiaaliin, missä se heijastuu. imeytyy, lämmittää ja sulattaa metallin muodostaen hitsin.

Lasersäteilyn etuna on korkea energiapitoisuus: laserhitsaus suoritetaan lasertehotiheyksillä E = 10 6 - 10 7 W/cm 2 , mikä mahdollistaa erilaisten materiaalien hitsauksen useista mikrometreistä kymmeniin millimetreihin. Hitsattaessa tuotteita, joiden paksuus on 0,05 - 1,0 mm, hitsaus tapahtuu lasersäteen defokusoinnilla .

Laserhitsaus suoritetaan läpi- ja osittaisella tunkeutumisella missä tahansa tila-asennossa. Hitsaus suoritetaan jatkuvalla tai pulssisäteilyllä. Pulssilasersäteilyllä hitsi muodostuu hitsauspisteistä, joiden limitys on 30–90 %.

Laserhitsaus jaetaan kolmeen tyyppiin: mikrohitsaukseen (paksuus tai tunkeutumissyvyys enintään 100 mikronia), minihitsaukseen (tunkeutumissyvyys 0,1 - 1 mm) ja makrohitsaukseen (tunkeutumissyvyys yli 1 mm).

Nykyaikaiset puolijohdelasereilla varustetut hitsauskoneet suorittavat saumahitsauksen jopa 5 mm/s nopeudella noin 20 Hz:n pulssitaajuudella. Hitsaus suoritetaan täyteaineilla (lanka, jonka halkaisija on noin 1,5 mm, nauha tai jauhe); lisäaine lisää hitsin poikkileikkausta.

Edut

• mahdollisuus hitsata erittäin tarkkoja rakenteita;
• hitsaus ilman muokkauksia tai koneistusta;
• korkea hitsausnopeus ja työtehokkuus (20 mm paksu teräslevy hitsataan kaarella nopeudella 15 m / h 5 - 8 kierrossa, jatkuvalla lasersäteellä hitsattaessa levy hitsataan nopeudella 100 m/h in 1);
• korkea ympäristöturvallisuus verrattuna perinteiseen hitsaukseen;
• vähimmäislämpötilan hihnat ja metallin vääntyminen (verrattuna muihin menetelmiin);
• hyvä ulkonäkö, mikä on tärkeää esimerkiksi auton koreja hitsattaessa .

Haitat

• laserjärjestelmien korkeat kustannukset;
• alhainen hyötysuhde (0,01-15,0 %).

Varusteet

Laserhitsaukseen kuuluu laser, säteilyn fokusointijärjestelmät, tuotteen kaasusuojaus, säteen ja tuotteen siirtäminen.

Hitsauksessa käytetään solid-state- ja kaasulasereita . Solid-state-laserit perustuvat rubiiniin, neodyymi-ioneilla seostettuun lasiin, neodyymi-yttrium-alumiinigranaattiin (YAG) ja myös ytterbiumkuituun. Kaasulaserit - CO 2 :n, N 2 :n ja He:n seosta käytetään työnesteenä.

Venäjän teollisuus valmistaa laserjärjestelmiä LRS-100-500 HTS-200-500 LGT-2.01, TL-5M, MUL-1, LTA4-1, LTA4-2, ALFA ja ALFA-AUTO sarjan laitteita [2] . Asennukset mahdollistavat puoliautomaattisen hitsauksen suorittamisen pulssitilassa mikroprosessoriohjauksella.

Kirjallisuus

Tekninen kirjallisuus:

• Nikolaev G. A. Hitsaus koneenrakennuksessa: Hakukirja 4 osana - M .: Mashinostroenie , 1978 (1-4 osaa).
• Blashchuk, V.E. Metalli ja hitsaus: oppikirja / V.E. Blaschuk; 3. painos, tarkistettu. ja ylimääräistä - Moskova: Stroyizdat, 2006. - 144 s.
• Malashchenko A. A. Metallien laserhitsaus. M.: Mashinostroenie, 1984, 47 s.
• Grigoryants A. G. Metallien laserhitsaus. M .: " Korkeakoulu ", 1988. - 207 s.

Muistiinpanot

1. ↑ Insinöörit oppivat hitsaamaan lasia metalliin laserilla . Arkistokopio 24.10.2020 Wayback Machinessa // Vesti - Nauka, 6.3.2019
2. ↑ ALFA-Auto automatisoitu laserkone, osta laserhitsauslaitteet Moskovasta . laser-form.ru Haettu 13. maaliskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 27. helmikuuta 2020. (Venäjän kieli)

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Moderni Ukraina
Bibliografisissa luetteloissa	NKC : ph268215