Лазерный мир

Акушев E.H., Кубышкин C.B. Кобзева H.A.// В сборнике: Инновационные направления интеграции науки, образования и производства. сборник материалов V Международной научно-практической конференции. Керчь, 2024. С. 72-74.

B настоящее время сварка является неотъемлемой составляющей технического прогресса, так как она широко применяется на многих предприятиях. Существует много различных видов сварки, кахдый из которых используется для определëнного спектра задач.

B современном сварочном производстве особенно актуален вопрос экологии. B настоящее время наблюдается серьезный переход к экологически безопасным технологиям сварки, но при этом не менее эффективным. B данном аспекте лазерная сварка выделяется своей значимостью. Например, лазерная сварка активно применяется в промышленности для создания прочного и высокоточного соединения, не подлехащего разъединению. Кроме того, сварка применяется для создания точного соединения деталей и изделий сложной формы таких как: корпусы машин, объемные буквы, рекламные конструкции, трубы, корпуса электронных устройств, ювелирные изделия, стоматологическое оборудование и других.

Лазерная сварка – это сварочный метод соединения деталей путем локального плавления. Лазерную сварку относят к группе методов сварки плавления. Она обладает высокой скоростью процесса, при котором не требуется применение присадочной проволоки. Данной технологией благодаря еë высокой точности обеспечивается гладкий шов без каких-либо следов деформации, таких как неровности или шероховатость. B процессе лазерной сварки обрабатываемая зона облучается лазерным лучом, вследствие чего происходит нагрев и плавление металлического элемента на стыке. Лазером создаëтся световой поток с определенной длиной волны, что упрощает процесс фокусировки линз и обеспечивает высокую мощность за счет возникновения волнового резонанса [1]. Благодаря лазерному лучу возможно создание крайне тонких швов с минимальными деформациями и нагревом материалов, что позволяет сваривать металлы толщиной до 10 мм и материалы различной структуры. Лазерный метод сварки обеспечивает высокую точность и качество соединения большинства материалов. Лазерная сварка может применяться при обработке изделий из различных материалов, таких как металл, пластик, стекло. Данная технология особенно актуальна в современном производстве сложных конструкций, таких как кузовы автомобилей или обшивки самолетов [2].
Лазерная сварка осуществляется с применением различных типов лазеров в зависимости от материала, который обрабатывается. Например, для нержавеющей стали, алюминия, или медных сплавов используется определëнный тип лазера, отличающийся от типа лазера для при работы со стеклом и керамикой. Оборудование для лазерной сварки может варьироваться от газового и твердотельного до гибридного и роботизированного.
Лазерная сварка представляет собой передовую технологию с множеством преимуществ при использовании на промышленном производстве при сравнении с традиционными методами сварки.
Процесс лазерной сварки обладает высокой химическая чистотой, так как в процессе не используются дополнительные электроды, флюс и присадки. Поэтому, благодаря лазерной сварке появляется возможность сокращать выбросы вредных веществ производства и оказывать меньшее воздействие на окружающую среду и самих работников. Лазерная сварка отличается не только высокой точностью, но и энергоэффективностью, что ведет к уменьшению потребления электроэнергии и ресурсов.
Лазерная сварка дает возможность соединять различные металлы, такие как углеродистая, оцинкованная и нержавеющая сталь, а также сплавы алюминия, латуни и титана [2]. Лазерной сваркой обеспечивается создание сварных швов без перегрева свариваемой детали, что позволяет сваривать тонкие материалы без деформации. Данная технология особенно эффективна для сварки тонкостенных конструкций и сложных форм, например, алюминиевых сплавов или сталей высокой прочности [3]. Лазерная сварка обеспечивает ровные и эстетичные швы с высокой прочностью, уменьшает процент брака, и себестоимость детали, и экономит время.

Лазерная сварка без проблем применяется для работ в труднодоступных местах под разными углами — легко выполняется в вертикальном положении и на большом расстоянии от области расположения лазера.

Для обеспечения точности сварки необходимо работать в пределах фокуса лазерного луча, чтобы исключить возможные дефекты.
Следует отметить, что лазерно-дуговая сварка характеризуется низким коэффициентом полезного действия: всего лишь 10% для газовых сплавов и 1% для твердых. Эффективность сварки зависит от отражательной способности заготовки, и при сварке материалов с высоким коэффициентом отражения могут возникнуть неравномерности [1].
Отрасль сварочного производства не стоит на месте и еë потребности растут с каждым годом. Появилась необходимость рассмотрения и решения экологических аспектов сварочного производства, связанных с очисткой вентиляционных выбросов от вредных веществ, созданием безопасных и удобных условий для специалистов, занятых в сварочной отрасли.
Таким образом, больше внимания уделяется разработке и применению экологически чистых методов сварки, использованию материалов, оказывающих меньшее воздействие на окружающую среду, что делает сварку лазером перспективной и востребованной.