3.6Лазерная сварка

При этом виде сварки источником нагрева служит луч света, который получают в оптическом квантовом приборе, получившем название лазер. Появление лазеров является замечательным достижением науки в области квантовой электроники, основы которой были заложены советскими и американскими учеными.

Впервые вопрос о квантовом взаимодействии между светом и средой был рассмотрен А. Эйнштейном в 1917 году, который показал возможность стимулированного излучения при переводе среды в неравновесное состояние.

В 1939-1940 годы советский ученый В.А. Фабрикант указал на возможность усиления света за счет стимулированного излучения и теоретически сформулировал необходимые для этого условия. В 50-х годах он с сотрудниками экспериментально подтвердил результаты расчетов.

В 1952 г. одновременно в Советском Союзе и США предложен новый принцип генерации и усиления излучения, и на этом принципе создан молекулярный генератор, сантиметрового диапазона (1954-1955 гг.). В 1957 г. А.Г. Басовым и А.М. Прохоровым создан молекулярный генератор, работающий по трехуровневой схеме. В 1957-1958 гг. появились работы Н.Г. Басова, Б.М. Вула, О.Н. Крохина, Ю.М. Попова, Ч. Таунса, А. Шавлова, показывающие на возможность создания квантового генератора оптического диапазона (лазера).

Первый лазер на кристалле искусственного рубина создан в 1958 г. в США. В этом же году создан первый газовый лазер на гелий-неоновой смеси. В 1962 одновременно в СССР и США был создан полупроводниковый лазер. В 1963-1964 гг. были созданы приборы, в которых в качестве источников излучения использовались лазеры для различных целей, в том числе сварочные и сверлильные аппараты. В 1964 г. советским ученым Н.Г. Басову, А.М. Прохорову и американскому ученому Ч. Таунсу была присуждена Нобелевская премия за фундаментальные исследования в области квантовой электроники, послужившие базой для создания оптических квантовых генераторов - лазеров.

В последующие годы шло бурное развитие лазерной техники. Были созданы твердотельные и газовые лазеры, дающие излучения с длиной волны от инфракрасного до ультрафиолетового диапазона с длиной волны =0.1100 мкм (видимый диапазон волн =0.760.4 мкм), на различных твердых рабочих телах (рубине, стекле с радиоактивными добавками, пластмассах с иттрием, европием, фториде кальция, алюмоиттриевом гранате с ниодимом и др.); на газах (неон+гелий, аргон+кислород, ксенон, криптон, углекислый газ и др.).

Лазерные установки применяются для сварки, резки, сверления, пайки, оптической локации. Разработаны лазерные дальномеры, прицелы, лазерная медицинская техника, лазерное оружие.

Для сварки, термической резки и сверления применяют твердотельные лазеры (лазеры на рубине, АИГ-лазеры) и газовые лазеры на углекислом газе, работающие в импульсном или непрерывном режиме.