Лазерный мир

Ельцов Руслан / Инновации. Наука. Образование. 2021. № 43. С. 898-904

Аннотация: Сварка — наиболее универсальный и действенный способ соединения элементов при промышленном конструировании в самых разнообразных индустриальных областях промышленности. На сегодняшний день в промышленности при создании неразъёмных соединений из конструкционных материалов применяются технологии лазерной и электроннолучевой сварки, сварка трением с перемешиванием, сварка плавящимся и не плавящимся электродом, плазменная сварка. Лазерная сварка признана всеми как передовая технология соединения материалов лазерным лучом высокой мощности и высокой плотности энергии. Лазерная сварка обладает рядом преимуществ, таким, как высокая скорость, высокая точность, малая зона термического влияния, отсутствие вакуумных камер, гибкость, и возможностью автоматизации процесса.

Плотность мощности лазерного излучения близка к плотности мощности электронного луча и значительно превышает плотность, возникающую у дуги или плазмы. Кроме этого, лазерная сварка имеет преимущество перед электроннолучевой сваркой, выполняющейся в вакууме и требующей сложного оборудования при сварке длинных конструкций. Лазерный луч с высокой плотностью мощности может создавать глубокий и узкий парогазовый канал и формировать глубокую и узкую область проплавления. [4, с. 8]
Лазерная сварка в 30 раз производительнее по скорости процесса по сравнению со скоростью заклепочного соединения, в 3-4 раза по сравнению с сваркой трением с перемешиванием. Лазерная сварка позволяют уменьшить деформацию деталей примерно в 10 раз, что, в свою очередь, приводит к значительной экономии металла счет уменьшения размеров допусков в отличии от аргонодуговой. Лазерная сварка позволяет создавать Т- образные соединения в отличии от сварки трением с перемешиванием.

Сложность этих процессов вытекает из одновременного протекания значительного количества физических и химических процессов, включающих как жидкие, твёрдые и газообразные фазы, так и высокие температуры, сложный характер гидродинамических и тепловых потоков. Так же сложность заключается в большом количестве параметров, определяющих течение процессов, причем варьирование нескольких параметров вызывает изменение многих других. [2, с. 10]

Поэтому такие сложные объекты изучаются посредством конструирования моделей, т.е. упрощенных систем, которые отражают наиболее значительные аспекты рассматриваемого объекта. Насколько пока не предложено общей адекватной модели, позволяющей самосогласованно описывать термогидродинамические процессы в сварочной ванне с учетом физико-химических явлений и прогнозировать результаты сварки с точки зрения прочностных характеристик. Поэтому большое значение имеет экспериментальные работы.

Среди всех сварочных процессов лазерная сварка реализует самые разнообразные соединения металлов или пластиков толщиной от очень тонких листов, примерно 0,01 мм, до толстых пластин, около 50 мм, в среде защитного газа, такого как гелий (Не), аргон (Аг) или иногда азот (N2) и двуокись углерода (CO2).

Полное содержание статьи: https://elibrary.ru/item.asp?id=47235521