For det første, hvad er en laser? Verdens første laserstråle blev produceret i 1960 ved at bruge en flashpære til at ophidse rubinkrystalkorn. På grund af begrænsningen af krystallens varmekapacitet kunne den kun producere en meget kort pulsstråle med en meget lav frekvens. Selvom den øjeblikkelige pulsspidsenergi kan være så høj som 106 watt, er det stadig et lavt energioutput.
Laserteknologi bruger en polarisator til at reflektere strålen genereret af laseren, så den koncentreres i en fokuseringsenhed for at producere en stråle med enorm energi. Hvis fokus er tæt på emnet, vil emnet smelte og fordampe inden for få millisekunder. Denne effekt kan bruges i svejseprocessen. Fremkomsten af høj-CO2og YAG-lasere med høj-effekt har åbnet et nyt felt inden for lasersvejsning. Nøglen til lasersvejseudstyr er høj-lasere. Der er to hovedkategorier. Den ene er solid laser, også kendt som Nd:YAG laser. Nd (neodym) er et sjældent aristokratisk grundstof, YAG står for yttrium aluminium granat, og dets krystalstruktur ligner rubin. Bølgelængden af Nd:YAG-laseren er 1,06μm. Den største fordel er, at den genererede stråle kan transmitteres gennem optisk fiber, så et komplekst stråletransmissionssystem kan udelades. Den er velegnet til fleksible fremstillingssystemer eller fjernbearbejdning og bruges normalt til emner med høje krav til svejsenøjagtighed. Nd:YAG-lasere med udgangseffekter på 3-4 kilowatt er almindeligt anvendt i bilindustrien. Den anden type er gaslaser, også kendt som CO2laser. Molekylær gas bruges som arbejdsmedium til at producere en infrarød laser med en ensartet størrelse på 10,6 μm. Det kan arbejde kontinuerligt og udsende meget høj effekt. Standard lasereffekt er mellem 2-5 kilowatt.
Sammenlignet med andre traditionelle svejseteknologier er de vigtigste fordele ved lasersvejsning:
1. Hurtig hastighed, stor dybde og lille deformation.
2. Svejsning kan udføres ved stuetemperatur eller under særlige forhold, og svejseudstyret er enkelt. For eksempel vil laserstrålen ikke afbøjes, når den passerer gennem et elektromagnetisk felt; lasere kan udføre svejsning i vakuum-, luft- og visse gasmiljøer og kan svejse gennem glas eller materialer, der er transparente for laserstrålen.
3. Den kan svejse ildfaste materialer som titanium, kvarts osv., og kan også svejse heterogene materialer med gode resultater.
4. Efter at laseren er fokuseret, er effekttætheden høj. Ved svejsning af-enheder med høj effekt kan billedformatet nå 5:1 og op til 10:1.
5. Mikrosvejsning er mulig. Efter at laserstrålen er fokuseret, kan den få en meget lille plet og kan placeres nøjagtigt, så den kan påføres
Det bruges til samling og svejsning af mikro- og små emner i masseautomatiseret produktion.
6. Den kan svejse utilgængelige dele og implementere berøringsfri fjernsvejsning, som har stor fleksibilitet. Især i de seneste år er optisk fibertransmissionsteknologi blevet vedtaget i YAG laserbehandlingsteknologi, hvilket har gjort det muligt at fremme og anvende lasersvejseteknologi mere bredt.
7. Laserstrålen kan let opdeles i tid og rum, hvilket muliggør samtidig multi-strålebehandling og multi-stationsbehandling, hvilket giver betingelser for mere præcis svejsning.
Lasersvejsning har dog også visse begrænsninger:
1. Det kræver høj monteringspræcision af emnerne, og at laserstrålens position på emnet ikke kan forskydes væsentligt. Dette skyldes, at laserpletstørrelsen er lille efter fokusering, svejsesømmen er smal, og der tilsættes fyldmetalmateriale. Hvis emnesamlingens præcision eller bjælkepositioneringspræcision ikke opfylder kravene, kan der let opstå svejsefejl.
2. Omkostningerne til lasere og relaterede systemer er relativt høje, hvilket resulterer i en stor startinvestering.
