SUDAREA CU FASCICUL SUDAREA CU FASCICUL LASERLASER

Sudarea cu laser (LBW Laser beam welding) este o metodă specifică de sudare care se realizează prin asamblarea nedemontabilă a două materiale, prin topirea marginilor, cu ajutorul energiei optice.

http://www.youtube.com/watch?v=4Uek3qEb8TA&feature=related

Energia necesară topirii este obținută prin concentrarea cu ajutorul unor lentile optice a fascicolului laser la suprafața de separație a celor două materiale de sudat.

Aceasta concentrare extraordinara de putere este necesara ca sudarea să apară. Fascicule laser sunt doar fascicule de lumină, şi metale sunt reflectoare foarte bune de lumina. Această problemă este agravată de faptul că majoritatea tipurilor industriale cu laser emit lumina infrarosie, pe care metalele o reflectă chiar mai bine decât lumina vizibilă

Deoarece metalele sunt, de asemenea, bune conductoare de caldura, puterea care intra în lucru este rapid disipată departe de la faţa locului care este incalzit. Singura modalitate in care laserele pot suda metale este prin aplicarea unei puteri atât de mari încât mica parte absorbită sa fie suficienta pentru a topi metalul. (fig2B)

Odată ce suprafaţă se topeşte, totul se schimbă. Metale lichide absorb mult mai multa lumina decat cele solide, astfel încât producţia de căldură creşte brusc. Acest lucru ridică temperatura metalului de mai sus la punctul de fierbere, generatoar de vapori de metal (Figura 2C).

Presiunea de vapori a deschide un canal în jurul razei laser, formând ceea ce se numeşte o gaura de cheie.

O gaura cheie pe deplin dezvoltata, aratata in figura 2D atrage aproape toate puterea laserului incident şi-l transformă în căldură.

Sudurile cu laser, fiind mici, se răcesc foarte repede. Dacă timpul e scurt (mai puţin de 5 milisecunde) sudurile realizate pe otel inoxidabil se pot crapa din cauza răcirii bruste.

Răcirea rapidă a sudurilor cu laser are, totusi, beneficii importante: multe metale au proprietăţi mecanice mai bune atunci când acestea sunt rapid solidificate, iar zonele afectate de caldura sunt mici şi denaturarea este minimă.

Cele două tipuri de lasere utilizate în mod obişnuit sunt :◦Solid-State Laser şi ◦Lasere de gaze (în special lasere

rubin şi Laserii Nd: YAG (dopate cu neodim ytriu aluminiu).

Solid – State LaserSolid – State LaserUn laser solid-state este un laser care

foloseşte un mediu care este un solid, mai degrabă decât un lichid. Operează la lungimi de undă pe ordinea de 1 micrometru, mult mai scurt decât laserele de gaz, şi ca urmare solicită ca operatorii sa poarte ochelari de construcţii sau sa foloseasca ecrane speciale pentru a preveni deteriorarea retinei.

http://www.youtube.com/watch?v=b5Xi1LfeJdw&feature=related

Nd: YAGNd: YAG

Primul tip foloseşte rubin sintetic şi crom în oxid de aluminiu, neodim în sticlă (Nd: sticlă), şi cel mai frecvent tip, cristal compus din granat de ytriu aluminiu dopat cu neodim (Nd: YAG).Laserele de gaze folosesc amestecuri de gaze ca heliu, azot şi dioxid de carbon (CO2 cu laser), ca mediu protector. Indiferent de tip, cu toate acestea, atunci când mediul este excitat, el emite fotoni şi formeaza fasciculul de laser.

SSudarea cu laser-hibridudarea cu laser-hibridUn derivat al sudării cu fasciculul de laser

(LBW), sudarea cu laser-hibrid, combină fasciculul de laser cu o metodă de sudare cu arc electric, cum ar fi sudare cu arc electric in mediu proctector de gaz (GMAW). Această combinaţie permite o poziţionare mai flexibilă şi datorită utilizării unui laser, măreşte viteza de sudare asupra a ceea ce este în mod normal e posibil sudare cu arc electric cu gaz de metal (GMAW).

ConcluziiConcluziiAvantajele importante ale sudurii

cu laser sunt:-Influenta redusa a zonelor

invecinate sudurii din cauza timpului scurt si a zonei precis delimitate.

-Se pot realiza suduri in incinte inchise, prin preverderea unor ferestre prin care se focalizeaza fasciculul laser.

Incovoierile si deformarile mecanice sunt reduse la minimum, neexistand piese de fixare, contact electric, etc..

-Se pot realiza suduri extrem de fine

-Sistemele de sudura cu laser se preteaza usor la automatizarea prelucrarii.

Vlad IrinaVantu Victor

Facultatea de EnergeticaSeria A, Grupa 2103