Лазерне зварювання

В установку лазерного зварювання входить стрижень з активного матеріалу (наприклад, штучного рубіна) та імпульсна ксенонова лампа накачування, які розміщені у дзеркальній порожнині освітлювача. При розряді високовольтної батареї конденсаторів лампа дає імпульсні спалахи світла, яке збуджує атоми хрому, що містяться в рубіні.

При певному рівні енергії збудження ці атоми відбиваються від дзеркал. Частково виходять через напівпрозоре нижнє дзеркало назовні, утворюючи тонкий пучок інтенсивного червоного світла, що збирається лінзою і фокусується на деталі, що зварюється.

Тривалість імпульсу випромінювання становить близько 10 тисячних часток секунди (10 мсек.) Щільність потоку тепла на деталі дуже висока і становить до 1*109 вт/кв. див. Розмір плями у місці нагрівання 80-500 мікрон. Лазерним світловим променем можна зварювати в атмосфері, у захисних газах, у вакуумі (у тому числі в запаяних скляних судинах, з яких викачується повітря, тобто зварювання через скляну стінку). Товщина металів, що зварюються, досягає 0,5 мм.

У процесі лазерного зварювання застосовують з'єднання встик, внахлестку, втавр, кутові, приварюють тонкі деталі до товстих тощо. Цей спосіб застосовується в мікроелектроніці для зварювання дротів та плоских висновків товщиною 0,05-0,5 мм. Ним зварюють нікель, мідь, золото, підступ, нержавіючу сталь, тантал, мідь із танталом та інші. Лазерним світловим променем, наприклад, можна приварювати нікелеву фольгу товщиною 50 мк до напиленого на скло шару з алюмінію, хрому, міді або золота.

У конструкціях лазерів безперервної дії замість рубіну застосовується ітрієвоалюмінієвий гранат з домішкою неодиму, що дає довжину хвилі світлового випромінювання 1,06 мк, при максимальній потужності 183 вт. Використовується також активне газове середовище у вигляді суміші з вуглекислого газу, азоту і гелію, що дає довжину хвилі 10,6 мк. Сучасні лазери у місці зварювання забезпечують концентрацію тепла, приблизно рівну щільності тепла при зварюванні електронним променем.