Először is, mi az a lézer? A világ első lézersugarait 1960-ban állították elő vaku izzóval rubinkristály szemcsék gerjesztésére. A kristály hőkapacitásának korlátozottsága miatt csak nagyon rövid, nagyon alacsony frekvenciájú impulzusnyalábot tudott előállítani. Bár a pillanatnyi impulzus csúcsenergia elérheti a 106 wattot is, ez még mindig alacsony energiateljesítmény.
A lézertechnológia polarizátort használ a lézer által keltett nyaláb visszaverésére, így az egy fókuszáló eszközben koncentrálódik, és hatalmas energiájú sugarat állít elő. Ha a fókusz közel van a munkadarabhoz, a munkadarab néhány ezredmásodperc alatt megolvad és elpárolog. Ez a hatás a hegesztési folyamatban használható. A nagy-teljesítményű CO megjelenése2és a nagy{0}}teljesítményű YAG lézerek a lézerhegesztés új területét nyitották meg. A lézeres hegesztőberendezések kulcsa a nagy-teljesítményű lézer. Két fő kategória van. Az egyik a szilárd lézer, más néven Nd:YAG lézer. Az Nd (neodímium) ritka arisztokratikus elem, a YAG jelentése ittrium-alumínium gránát, kristályszerkezete a rubinéhoz hasonló. Az Nd:YAG lézer hullámhossza 1,06 μm. Legfőbb előnye, hogy az előállított nyaláb optikai szálon keresztül továbbítható, így az összetett nyalábátviteli rendszer elhagyható. Alkalmas rugalmas gyártási rendszerekhez vagy távfeldolgozáshoz, és általában nagy hegesztési pontossági követelményeket támasztó munkadarabokhoz használják. A 3-4 kilowatt kimeneti teljesítményű Nd:YAG lézereket általában az autóiparban használják. A másik típus a gázlézer, más néven CO2lézer. Molekuláris gázt használnak munkaközegként 10,6 μm egyenletes méretű infravörös lézer előállításához. Folyamatosan működik, és nagyon nagy teljesítményt ad ki. A szabványos lézerteljesítmény 2-5 kilowatt között van.
Más hagyományos hegesztési technológiákkal összehasonlítva a lézeres hegesztés fő előnyei a következők:
1. Gyors sebesség, nagy mélység és kis deformáció.
2. A hegesztés szobahőmérsékleten vagy speciális körülmények között végezhető, a hegesztőberendezés egyszerű. Például a lézersugár nem térül el, amikor áthalad egy elektromágneses mezőn; A lézerek hegesztést végezhetnek vákuumban, levegőben és bizonyos gázkörnyezetben, és áthegesztenek üvegen vagy a lézersugár számára átlátszó anyagokon.
3. Tűzálló anyagokat, például titánt, kvarcot stb., és heterogén anyagokat is képes hegeszteni jó eredménnyel.
4. A lézer fókuszálása után a teljesítménysűrűség magas. Nagy teljesítményű eszközök hegesztésekor a képarány elérheti az 5:1-et és akár a 10:1-et is.
5. Mikrohegesztés lehetséges. A lézersugár fókuszálása után nagyon kis foltot kaphat, és pontosan pozícionálható, így alkalmazható
Mikro- és kisméretű munkadarabok összeszerelésénél és hegesztésénél használják automatizált tömeggyártásban.
6. Képes hozzáférhetetlen részeket hegeszteni, és érintésmentes távhegesztést valósít meg, amely nagy rugalmassággal rendelkezik. Különösen az elmúlt években az optikai szál átviteli technológiát alkalmazták a YAG lézeres feldolgozási technológiában, ami lehetővé tette a lézeres hegesztési technológia szélesebb körű népszerűsítését és alkalmazását.
7. A lézersugár könnyen felosztható időben és térben, ami lehetővé teszi az egyidejű több-sugaras feldolgozást és több- állomásos feldolgozást, ami a precízebb hegesztés feltételeit biztosítja.
A lézeres hegesztésnek azonban vannak bizonyos korlátai is:
1. Megköveteli a munkadarabok nagy összeszerelési pontosságát, és azt, hogy a lézersugár pozíciója a munkadarabon ne legyen jelentősen eltolva. Ennek az az oka, hogy a fókuszálás után kicsi a lézerfolt mérete, keskeny a hegesztési varrat, és töltőanyag kerül bele. Ha a munkadarab összeszerelési pontossága vagy a gerenda pozicionálási pontossága nem felel meg a követelményeknek, könnyen hegesztési hibák léphetnek fel.
2. A lézerek és a kapcsolódó rendszerek költsége viszonylag magas, ami nagy kezdeti beruházást eredményez.
