ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Оборудование для лазерной сварки (А.Г. Григорьянц) из "Сварка Резка Контроль Справочник Том1 " Лазерная сварка в промышленности осуществляется с помощью лазерных технологических установок. В их состав входят, как правило, следующие основные узлы технологический лазер, а также системы транспортирования и фокусировки излучения защиты зоны шва закрепления и относительного перемещения лазерного луча и свариваемого объекта. [c.436] Сейчас наиболее широкое применение находят два типа технологических лазеров газовые и твердотельные. [c.436] Газовые лазеры. В них активной средой являются чистый газ, смесь нескольких газов или газа с парами металла, возбуждаемая электрическим разрядом, при протекании химических реакций или в процессе адиабатического истечения нагретого газа через сверхзвуковое сопло. В соответствии с этим различают газовые электроразрядные, химические и газодинамические лазеры. [c.436] Химические и газодинамические лазеры пока не находят широкого технологического применения. Наибольшее распространение в промышленности получили электроразрядные СОг-лазеры, в которых используются нижние колебательные уровни возбужденных молекул СОг для инфракрасного излучения с длиной волны 10,6 мкм. [c.436] Для повышения эффективности генерации излучения молекул углекислого газа в больщинстве СОг-лазеров используется газовая смесь с различным процентным содержанием диоксида углерода, азота и гелия. Доставка азота в рабочую газовую смесь способствует усилению генерации излучения, а гелий в основном интенсифицирует отвод теплоты во время генерации вследствие высоких теплоемкости и теплопроводности, понижая тем самым общую температуру рабочей смеси. [c.436] Газовую смесь возбуждают электриче-. ским разрядом. Электрический КПД электро-разрядного СОг-лазера составляет 5... 15 %. [c.436] В современных конструкциях СОг-лазе-ров для увеличения эффективности использования рабочей смеси необходимо поддерживать ее температуру на оптимальном уровне и не допускать перегрева. С этой целью рабочую смесь охлаждают либо по принципу отвода теплоты от разрядной трубки (СОг-лазеры с диффузионным охлаждением рабочей смеси -медленная прокачка), либо непосредственной циркуляцией рабочей смеси с целью замены нагретых объемов (СОг-лазеры с конвективным охлаждением - быстрая прокачка). [c.436] Медленная прокачка применяется в трубчатых однолз чевых лазерах со сравнительно малой мощностью и в многолучевых лазерах. Однако изл) ение лазеров с диффузионным охлаждением отличается повыщенной расходимостью из-за наличия большого числа поворотных зеркал и многомодового характера излучения. Поэтому при фокусировке излучения максимальные значения плотности мощности ограничены (Ю . .. 5 10 Вт/см ). [c.436] Система охлаждения отвечает за оптимальную температуру активной среды и достаточно низкую температуру узлов конструкции технологического лазера, что гарантирует больщой рес)фс его работы. [c.437] Система автоматического управления технологического лазера обеспечивает автоматический вывод излучения, безаварийность и безопасность функционирования технологического лазера, активную стабилизацию параметров лазерного излучения и управление технологическими параметрами процесса сварки. Система автоматического управления на лазерах ЛГТ-2.01, RS-1000, мод. 971 и 973 выполнена в виде релейной схемы и отдельных электронных блоков, а в системе на лазерах ЛГТ-2.02, ТЛ-1,5, VFA и мод. 825 управление осуществляется микроЭВМ. [c.437] Основные технические характеристики отечественных СОг-лазеров представлены в табл. 6.8, а зарубежных - в табл. 6.9. Лазеры с малой расходимостью излучения (1...2 мрад) обеспечивают высок)то концентрацию энергии лазерного излучения в сфокусированном пятне нагрева и рекомендуются для использования при резке, сварке и термообработке с расходимостью 2...3 мрад - в процессе сварки и термообработки с расходимостью 4...5 мрад во время термообработки. [c.437] Принципиальная схема твердотельного лазера представлена на рис. 6.22. Твердый активный элемент 2 размещают в резонаторе между двумя зеркалами 1 ш 3. Зеркало 1 полностью отражает все падающее на него излучение, а зеркало 3 является полупрозрачным. Оптическая накачка активной среды осуществляется энергией газоразрядной лампы-вспыщки 4 с источником питания 6. Для получения более эффективного облучения лампу 4 вместе с активным элементом 2 помещают в кожух 5, на внутреннюю поверхность которого нанесено отражающее покрытие типа серебра, золота и др. Кожух 5 имеет эллиптическую форму, а лампа и кристалл размещаются в фокусах эллипса. Этим достигаются условия равномерного и интенсивного освещения кристалла. [c.439] Твердотельные лазеры с активными элементами в виде рубинового стержня обычно работают в импульсно-периодическом режиме излучения с длительностью импульсов 10 ... 10 с на длине волны 0,69 мкм. Энергия излучения в импульсе 10 ... 10 Дж при максимальной частоте повторения импульсов 10 Гц. [c.439] Твердотельные лазеры с использованием неодима генерирзтот излучение по схеме, несколько отличной от схемы аналогичного процесса в лазере с рубином. Генерация излучения в них создается по четырехуровневой системе, которая более приемлема для эффективного получения лазерного изл) чения. [c.439] Конструктивно твердотельные лазеры с неодимом незначительно отличаются от рубиновых лазеров. При использовании рабочих тел больших размеров однородное возб) ждение достигается применением нескольких ламп накачки, устанавливаемых вокруг рабочего тела. [c.439] Твердотельные лазеры на стекле с неодимом и на гранате с неодимом генерируют излучение на длине волны 1,06 мкм и характеризуются высокой мощностью излучения в импульсе при импульсно-периодическом режиме генерации. Частотный режим твердотельных неодимовых лазеров изменяется в широких пределах 0,05 Гц. .. 50 кГц. При низких частотах (0,1...1 Гц) эти лазеры способны генерировать энергию в десятки джоулей в импульсе при длительности импульса порядка 100 мкс. [c.439] Отличительной особенностью твердотельных лазеров на АИГ N 1 является возможность генерации излучения не только в импульсно-периодическом, по и в непрерывном режиме. Мощность непрерывной генерации современных лазеров на АИГ N(1 достигает 0,5...2,0 кВт и выше. Электрооптический КПД твердотельных лазеров с использованием ламповой накачки активных элементов 1...3 %. [c.439] Последние годы характеризуются высокими темпами выполнения научно-исследова-тельских и опытно-констр)тсторских работ в области твердотельных лазеров, уровень мощности излучения которых уже достиг 6... 9 кВт. [c.439] Вернуться к основной статье