2.2.3. Лазерная сварка

Лазерная сварка – сварка плавлением, при которой для нагрева используется монохроматический когерентный луч света. Применяемый для расплавления металла при сварке лазерный луч можно очень точно сфокусировать, контролируя при этом высокоинтенсивную передачу тепловой энергии на очень ограниченный участок изделия [21].

Наиболее широкое распространение получили лазерные установки с твердотельными лазерами на алюмоиттриевом гранате – Nd:YAG, излучение которых достаточно хорошо поглощается основными материалами ювелирной промышленности – драгоценными металлами и камнями (рис. 2.4). В настоящее время на ювелирном рынке отлично зарекомендовали себя производители лазерного оборудования «Sisma» (Италия), «Rofin» (Швейцария), «Siro Lasertec» (Германия) и др.

а

б

Рис. 2.4. Лазерные установки:

а – напольные лазерные установки; б – настольные лазерные установки

Несмотря на разнообразное дизайнерское решение внешнего вида установок, их принцип действия аналогичен. Лазерные установки имеют возможность изменения параметров луча по его мощности, фокусировке, длительности, частоте и форме импульсов. Узлы установок смонтированы таким образом, чтобы обеспечить легкий доступ для работы и техобслуживания.

Установки позволяют с высокой точностью осуществлять процесс сварки. При работе на установке оператор удерживает изделие в руках (рис. 2.5) и с помощью стереомикроскопа осуществляет точное наведение луча на место сварки путем совмещения перекрестья координатной сетки микроскопа с осью луча лазера. Импульсное воздействие сфокусированного лазерного излучения мгновенно нагревает и расплавляет металл в строго определенной точке.

Рис. 2.5. Сварка изделия с помощью лазера

Твердотельные лазеры на кристаллах Nd:YAG имеют длину волны излучения λ = 1,064 мкм, не видимую человеческим глазом. Это позволяет использовать прозрачное в видимой области защитное стекло рабочей камеры установки. Глядя через него, можно легко совершать подготовительные манипуляции, предшествующие сварке или наплавке. Тем не менее, это стекло задерживает поток отраженного лазерного излучения, а те вспышки, которые видны, имеют спектр видимых глазом лучей, испускаемых раскаленным материалом, и безопасны для зрения.