Лазерная сварка алюминия

Сплавы из алюминия имеют малую плотность, высокую устойчивость к коррозии и высокую удельную прочность. Данные металлы используются в качестве конструкционных материалов и применяются в самых различных отраслях промышленности.

Сваривание алюминиевых сплавов и алюминия имеет свои специфические особенности. Алюминий прекрасно окисляется при температуре плавления и выше. При высокой температуре плавления оксидная пленка не расплавляется, потому как имеет высокую температуру плавления. Пленка характеризуется адсорбционной способностью к газам и водяному пару, из-за чего в сварочной ванне появляется множество газов и различных несплошностей.

Части оксидной пленки могу попадать в ванну, что будет образовывать оксидные включения в швах и снижать свойства соединений. По этой причине следует разрабатывать специальные мероприятия, чтобы разрушать и удалять пленку, защищая металл от повторного окисления.

Лазерное сваривание характеризуется наименьшим тепловложением, если сравнивать его с другими способами сваривания. По этой причине ее использование целесообразно с точки зрения напряжений и деформаций, что не приводит к снижению прочности свариваемого металла. При лазерном сваривании подогрев и плавление металла производится лазерным лучом оптическим квантовым генератором.

В сравнении со светом, лазерный луч имеет ряд свойств, таких как направленность, когерентность и монохроматичность. Благодаря точной направленности лазерного луча, его энергия концентрируется на небольшом участке металла. К примеру, направленность лазерного луча превышает направленность прожектора в несколько тысяч раз.

Обычный белый свет состоит из лучей различной частоты, а лазерный луч монохроматичен и имеет определенную частоту и длину волны. Из-за этого он прекрасно фокусируется с помощью оптических линз, потому как угол преломления луча постоянен.

Когерентность является согласованным протеканием во времени нескольких волновых процессов. Некогерентные колебания световых лучей имеют различные фазы, из-за чего могут погасить друг друга. Когерентные колебания вызывают резонанс, что усиливает мощность излучения.

Вышеперечисленные свойства обеспечивают фокусирование лазерного луча на небольшую поверхность металла и, на ней создается высокая плотность энергии, которой достаточно для плавления и сваривания металлических деталей.

Лазерное сваривание производится в атмосферных условиях без создания вакуума, но защита расплавленного металла от воздуха необходима. Использование аргона является наиболее частым способом для защиты сварочной среды от газов. Вследствие высокой тепловой мощности луча на поверхности металла происходит интенсивное испарение, что является важной особенностью данного способа сваривания. Пары металла ионизируются, из-за чего луч лазера экранируется и рассеивается. В связи с этим при использовании лазеров для сваривания применяется плазмоподавляющий газ.