Лазерный мир

Л.Е. АФАНАСЬЕВА, // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2021. № 4 (12). С. 32-37.

При лазерной сварке металлических материалов в атмосфере защитных газов He, Ar, CO2 образуется плазма, оказывающая на лазерное излучение экранирующее, поглощающее и расфокусирующее действие [1–4]. В результате снижается экономическая эффективность технологии лазерной сварки, изменяется форма шва и глубина проплавления. С увеличением мощности лазерного излучения процесс плазмообразования усиливается, наблюдается тенденция к заметному уменьшению глубины проплавления металла. При сварке заготовок толщиной более 10 мм повышение интенсивности лазерного излучения нередко приводит к пробою плазмы, кипению и выплеску металла из сварочной ванны [1–3].

Чтобы уменьшить негативное влияние плазмы, часто используют ее непрерывный сдув струей гелия или других инертных газов. Однако из-за повышенного расхода и высокой стоимости инертных газов производство сварных конструкций лазерной сваркой становится дорогостоящим.
Значительная роль в формировании плазменного факела принадлежит процессам лавинной ионизации, в связи с чем стали возникать предложения по управлению этими процессами с помощью внешних электрических и магнитных полей, способных воздействовать на движение свободных электронов и положительных ионов в прилегающих к обрабатываемой поверхности объемах газа.

В ряде статей рассматриваются возможности использования внешних электрических и магнитных полей в качестве альтернативного метода контроля плазмы [3–9]. Результаты экспериментов показали, что магнитное поле может заметно влиять на экранирующий эффект плазмы без газа, сдувающего плазму. В работе [3] было установлено, что при низкой напряженности внешнего магнитного поля глубина проплавления увеличивалась примерно на 7 %, и не было выявлено значительной разницы в ширине сварных швов. Кроме того, было показано, что эффективность использования энергии при обработке мощным лазерным излучением в значительной степени определяется плазменными явлениями [3].

Полное содержание статьи: https://elibrary.ru/item.asp?id=47499813