Laser to wiązka skoncentrowanej energii świetlnej generowanej na określonej długości fali. W naturze światło występuje w całym spektrum długości fal, od bardzo krótkich (promienie rentgenowskie i promienie gamma) do bardzo długich (fale radiowe). Ludzie widzą tylko widzialne lub „białe światło” długości fal od około 430 do 690 nanometrów (nm). Wiązka laserowa to wzmocniona koncentracja energii świetlnej na określonej długości fali. Jest to światło spójne, które umożliwia skupienie się na ciasnym punkcie i wąskiej wiązce na duże odległości. Słowo laser to akronim oznaczający wzmocnienie światła poprzez stymulowaną emisję promieniowania.
Zasada działania spawarki laserowej
Wewnątrz kryształu rubinu wytwarzana jest wiązka laserowa. Kryształ rubinu składa się z tlenku glinu z rozproszonym chromem. Który tworzy około 1/2000 kryształu, to mniej niż naturalny rubin. Lustra pokryte srebrem są zamontowane wewnątrz po obu stronach kryształu. Jedna strona lustra ma mały otwór, przez który wychodzi wiązka.
Lampa błyskowa jest umieszczona wokół kryształu rubinu, który jest wypełniony gazem obojętnym ksenonu. Lampa błyskowa jest specjalnie zaprojektowana, tak aby jej częstotliwość błysków wynosiła około tysięcy błysków na sekundę.
Energia elektryczna zamieniana jest na energię świetlną za pomocą lampy błyskowej.
Kondensator służy do magazynowania energii elektrycznej i dostarczania wysokiego napięcia do lampy błyskowej w celu prawidłowego działania.
Energia elektryczna wyładowana z kondensatora i ksenonu przekształca wysoką energię w białe światło błyskowe o częstotliwości 1/1000 na sekundę.
Atomy chromu kryształów rubinu są pobudzane i pompowane do wysokiej energii. Z powodu generowania ciepła część tej energii jest tracona. Ale część energii świetlnej odbija się od lustra do lustra i ponownie atomy chromu są pobudzane do utraty ich dodatkowej energii jednocześnie, aby utworzyć wąską wiązkę spójnego światła. Wychodzi ona przez jeden z końców małego otworu lustra kryształu.
Ta wąska wiązka jest skupiana przez soczewkę optyczną, aby wytworzyć małą, intensywną wiązkę laserową na obrabianym przedmiocie.
Wiązki laserowe zmieniają się podczas interakcji z materiałem
Absorpcja energii lasera przez materiał zmienia się w zależności od wielu czynników, takich jak długość fali, grubość materiału, struktura krystaliczna, dodatki materiałowe, struktura molekularna i inne. Proces ten wykorzystuje zalety tych właściwości materiału i lasera, aby stworzyć wiązanie między 2 materiałami z tworzyw sztucznych — jednym, który przekazuje energię lasera, i drugim, który ją pochłania.
Gdy wiązka lasera napotyka jakikolwiek materiał, taki jak plastik, zostanie ona przesłana, odbita lub pochłonięta w zależności od długości fali i składu materiału, na który natrafi. Większość materiałów wykazuje pewien stopień wszystkich 3 efektów, ale w różnych proporcjach. Materiał może być optycznie przejrzysty dla światła w widzialnym spektrum i bardzo absorbujący dla lasera podczerwonego lub może być nieprzezroczysty dla naszych oczu, ale przezroczysty dla lasera podczerwonego.
Mechanik spawarki laserowej
Spawanie laserowe to proces polegający na łączeniu się materiałów przy wykorzystaniu ciepła uzyskanego w wyniku działania skoncentrowanej, spójnej wiązki światła padającej na łączone powierzchnie.
Osiąga się to poprzez następujące fazy:
1. Interakcja wiązki laserowej z materiałem obrabianego przedmiotu.
2. Przewodzenie ciepła i wzrost temperatury.
3. Topienie, odparowywanie i łączenie: Podczas spawania wiązką laserową promieniowanie elektromagnetyczne oddziałuje na powierzchnię metalu bazowego z takim stężeniem energii, że temperatura powierzchni ulega stopieniu, powstaje para i stopiony metal znajdujący się poniżej.
