Mechanizm działania spawania laserowego
Do połączenia materiałów przez naświetlanie laserem wymagane jest ich podgrzanie w wyniku absorpcji promieniowania. Na rysunku 1a przedstawiono, w jaki sposób do tego dochodzi.
W uproszczeniu, kiedy strumień fotonów promieniowania uderza w powierzchnię materiału, częściowo albo w całości przenika w głąb, w efekcie czego ich energia jest absorbowana przez sieć krystaliczną. To wywołuje jej drgania, powodując powstanie fali cieplnej rozchodzącej się dalej. Powtarzające się uderzenia strumieni fotonów potęgują ten efekt. To w konsekwencji prowadzi do osłabienia wiązań w sieci krystalicznej oraz stopienia materiału.
Warto zaznaczyć, że nawet w przypadku materiałów takich jak stal, czyli łatwo wchłaniających promieniowanie laserowe, na początku naświetlania w większym stopniu jest ono odbijane niż absorbowane (rys. 1b). Jednak wraz ze wzrostem temperatury powierzchni stopień wchłaniania rośnie. To wywołuje jej silniejsze nagrzewanie się, które jeszcze zwiększa absorpcję. Lawinowy postęp tego procesu stapia materiał.
Zalety spawania laserowegoSpawanie laserowe ma liczne zalety. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: dużą dokładność oraz sporą szybkość spawania, słabe nagrzewanie się spawanych materiałów, dzięki czemu w niewielkim stopniu ulegają zniszczeniu i szybko się schładzają, możliwość łączenia materiałów innymi metodami trudnych do scalenia oraz czystość spoiny. Z drugiej strony spawanie laserowe wymaga dużej precyzji oraz zachowania środków bezpieczeństwa. Te ostatnie są konieczne ze względu na to, że promieniowanie laserowe stanowi poważne zagrożenie, szczególnie dla narządu wzroku – okulary ochronne powinny być obowiązkowym wyposażeniem stanowiska spawania laserowego. |
