Лазерный мир

Морушкин А.Е. // Журнал: Новая наука: проблемы и перспективы, Издательство: общество с ограниченной ответственностью «Агентство международных исследований» (Уфа), Issn: 2412-9704, Номер: 4 (4) Год: 2015 Страницы: 120-123

Лазерные технологические процессы можно условно разделить на два вида. Первый из них использует возможность чрезвычайно тонкой фокусировки лазерного луча и точного дозирования энергии как в импульсном, так и в непрерывном режиме.
Второй вид лазерной технологии основан на применении лазеров с большой средней мощностью: от 1кВт и выше. Мощные лазеры используют в таких энергоемких технологических процессах, как резка и сварка толстых стальных листов, поверхностная закалка, наплавление и легирование крупногабаритных деталей, очистка зданий от поверхностных загрязнений, резка металла, мрамора, гранита, раскрой тканей, кожи и других материалов. Современный уровень развития технологий обработки металлических материалов немыслим без использования лазеров.
Применение композиционных металлических материалов, в частности биметаллов, связано с тем, что возможно в одном биметаллическом изделии сочетать ценные эксплуатационные и физико-механические свойства присущие разнородным металлам, например, коррозионная стойкость и механическая прочность.
Промышленное применение биметаллов охватывает широкий спектр отраслей: машиностроение, кораблестроение, химическая промышленность, авиастроение, производство и эксплуатация энергетических установок.
Соединение сваркой плавлением некоторых пар металлов не возможно, т.к. они являются металлургически не совместимыми либо при сварке плавлением на границе раздела образуются интерметаллиды, которые негативно влияют на механические и электрофизические свойства соединений.
Существует большое количество методов получения биметаллов, таких как: напекание металлического порошка, дуговая наплавка [1,2], магнитно-импульсная сварка, сварка прокаткой [3], сварка взрывом[4], линейная сварка трением, ультразвуковая сварка, диффузионная сварка [5]. Все перечисленные методы получения биметаллов имеют ряд недостатков, в основном технологических, это сложность технологии, высокая энергоемкость процессов, низкая производительность, узкая специализация используемого оборудования, трудоемкость и не регулярная повторяемость технологического процесса.
Применение лазерной сварки для изготовления биметаллических заготовок решает многие из проблем перечисленных выше, широко распространенных методов.
При лазерной сварке металлов достигается высокое качество шва и не требуется применение вакуумных камер, как при электроннолучевой сварке, а это очень важно в конвейерном производстве. Она позволяет не только повысить качество обработки материалов, но и улучшить технико-экономические показатели производственных процессов[6,7].
Клещевая сварка лазером – это процесс получения неразъемного соединения путем установления межатомных связей между двумя или более плоскими заготовками, при воздействии на поверхность одной из заготовок лазерного луча, двигающегося по определенной траектории, соединение возможно с полным или не полным проплавлением.
Основными преимуществами клещевой сварки лазером являются возможность получения сварных соединений разнородных металлов, высокая скорость сварки, кратковременный нагрев, как результат практически полное отсутствие зон термического влияния, возможность применения универсального лазерного оборудования, возможность автоматизации и роботизации технологического процесса, высокая скорость сварки. Ввиду программного управления лазерным оборудованием при отработанной технологии можно обеспечить высокий показатель повторяемости процесса сварки, что имеет большое значение в условиях серийного производства.

Сущность процесса клещевой лазерной сварки для получения биметаллов заключается в получении соединения внахлест путем прожигания лазерным лучом двух или более однородных или разнородных металлических листов расположенных друг над другом, лазерный луч, для увеличения площади соединения, двигается по определенной траектории (рисунок 1).
Выводы
1. С момента изобретения лазера всемирное развитие лазерной техники и технологий стало одним из приоритетных направлений ускорения научно технического процесса. И на сегодняшний день лазерные технологии нашли применение в различных областях.
2. Клещевая сварка лазером является перспективным методом получения биметаллических соединений и может стать эквивалентной заменой существующих технологий благодаря тому, что процесс легко автоматизируется, позволяет соединять разнородные металлы в широком диапазоне толщин и комбинаций.

Полное содержание статьи: http://elibrary.ru/item.asp?id=24252262