Principy technologie laserového hloubkového svařování
Laserové svařování hlubokou penetrací zahrnuje použití kontinuálního laserového paprsku ke spojování materiálů a sdílí podobnosti v jeho metalurgickém procesu se svařováním elektronovým paprskem. Přeměny energie je dosaženo prostřednictvím struktury "malé díry" a dosaženo prostřednictvím laserového ozařování s vysokou hustotou výkonu, což způsobuje odpařování materiálu a vytváření malých pórů.
Tato malá díra naplněná párou funguje jako černé těleso a pohlcuje téměř veškerou energii dopadajícího paprsku. Výsledkem je, že teplota uvnitř dutiny dosáhne asi 2500 stupňů, což způsobí roztavení kovu obklopujícího dutinu v důsledku přenosu tepla z vnější stěny vysokoteplotní dutiny. Malý otvor je vyplněn vysokoteplotní párou generovanou kontinuálním odpařováním materiálu stěny za ozařování paprskem světla. Stěny jsou obklopeny roztaveným kovem, který je následně obklopen pevným materiálem. Tento proces se liší od konvenčního svařování, protože energie je nejprve uložena na povrchu a poté přenášena dovnitř.
Proudění kapaliny a povrchové napětí vrstvy stěny jsou v dynamické rovnováze s tlakem páry nepřetržitě generovaným v dutině otvoru. Plynulý vstup paprsku do malého otvoru udržuje stabilní stav toku materiálu vně otvoru.
To znamená, že malý otvor a roztavený kov obklopující stěnu otvoru se pohybují vpřed s dopřednou rychlostí vedoucího paprsku a roztavený kov vyplňuje mezery, které zůstaly po odstranění malého otvoru, a odpovídajícím způsobem kondenzuje a tvoří svarový šev. Všechny výše uvedené procesy probíhají tak rychle, že rychlost svařování může snadno dosáhnout několika metrů za minutu.
Malý otvor a jeho obklopující roztavený kov se pohybují vpřed s vodicím paprskem, což umožňuje roztavenému kovu vyplnit mezeru a vytvořit svar. Tento vysokorychlostní proces může dosáhnout rychlosti svařování několik metrů za minutu.
Výhody laserového hloubkového svařování
Jednou z klíčových výhod laserového hloubkového penetračního svařování je jeho schopnost pronikat hluboko do svařovaného kovu. To umožňuje laseru vytvořit pevné a odolné spojení mezi kusy kovu, výsledkem čehož je svar, který je vysoce bezpečný a má dlouhou životnost.
Další výhodou této techniky je její schopnost svařovat širokou škálu materiálů, včetně oceli, hliníku a titanu. Laserové svařování s hlubokým průvarem je navíc vysoce univerzální a lze jej snadno použít ke spojování složitých tvarů.