Основы лазерной сварки

В этом вводном материале по лазерной сварке мы начнем с обсуждения таких концепций, как монохроматическое и коллимированное лазерное излучение, способное фокусироваться до малого размера пятна, что позволяет осуществлять плавление и сварку. На процесс также влияют длина волны лазера, поглощение лазерного излучения различными материалами и цепная реакция поглощения и повышения температуры, которая может привести к плавлению за доли секунды. При сравнении обычного света с лазерным излучением, лазерный свет является монохроматическим, то есть имеет узкий диапазон длин волн, и коллимированным, то есть фотоны распространяются почти параллельно друг другу. Эти свойства позволяют фокусировать лазерную энергию с помощью оптических линз в чрезвычайно малое пятно, создавая высокую плотность энергии, необходимую для сварки. В видеоролике объясняются основные компоненты оптической системы лазерной сварки, включая источник лазерного излучения, коллимирующую линзу, зеркала, фокусирующую линзу и заготовку. Также обсуждаются волоконно-оптические лазерные системы, в том числе, почему лазерный луч должен быть коллимирован и сфокусирован после выхода из волокна. Вводятся понятия фокусного расстояния и размера сфокусированного пятна. Еще одна важная тема — это взаимосвязь между длиной волны лазера и поглощением металла. В видеоролике сравниваются часто используемые длины волн, характерные для CO₂, YAG, волоконных, дисковых, зеленых и синих лазеров, и рассматривается реакция различных металлов на эти длины волн. Медь выделена в качестве важного примера, поскольку ее поглощение значительно изменяется в зависимости от длины волны. Наконец, в видеоролике объясняется явление поглощения, зависящее от температуры, которое позволяет даже высокоотражающим металлам поглощать достаточное количество лазерной энергии для инициирования быстрого нагрева и плавления. Этот процесс обратной связи может привести к плавлению за доли миллисекунды. Этот видеоролик закладывает основу для понимания лазерной сварки перед изучением типов лазеров, качества луча, размера пятна, режимов сварки, параметров процесса и металлургии в последующих видеороликах. Временные метки: 0:00 Основы лазерной сварки 0:44 Свет и лазеры 2:08 Фокусировка лазерного света 2:44 Схема лазерного сварочного аппарата 4:12 Подача лазерного света по волокну 5:07 Начальная отражательная способность материалов 6:58 Поглощающая способность материалов 8:44 Заключение