Лазерът е лъч от концентрирана светлинна енергия, генериран с определена дължина на вълната. В природата светлината съществува в спектър от дължини на вълните, вариращи от много къси (рентгенови лъчи и гама лъчи) до много дълги (радиовълни). Хората могат да виждат само видими или „бяли“ дължини на вълните от около 430-690 нанометра (nm). Лазерният лъч е усилена концентрация на светлинна енергия с определена дължина на вълната. Това е кохерентна светлина, която позволява фокусиране върху тясна точка и тесен лъч на дълги разстояния. Думата „лазер“ е акроним, който означава усилване на светлината чрез стимулирано излъчване на радиация (light amplification by stimulated emission of radiation).
Принцип на работа на лазерен заваръчен апарат
Лазерен лъч се произвежда във вътрешността на рубинения кристал. Рубинният кристал е направен от алуминиев оксид с разпръснат хром в него. Който се образува около 1/2000 от кристал, това е по-малко от естествен рубин. Сребърно покрити огледала са монтирани вътрешно от двете страни на кристала. Едната страна на огледалото има малък отвор, през който излиза лъч.
Около рубинения кристал е поставена светкавична тръба, която е запълнена с инертен газ ксенон. Светкавицата е специално проектирана така, че да може да излъчва от около хиляди светкавици в секунда.
Електрическата енергия се преобразува в светлинна енергия, това се осъществява от светкавична лампа.
Кондензаторът е предназначен за съхранение на електрическа енергия и подаване на високо напрежение към светкавичната лампа за правилното ѝ изпълнение.
Електрическата енергия, отделяна от кондензатора и ксенона, трансформира високата енергия в бяла светкавична светлина със скорост 1/1000 в секунда.
Хромовите атоми в рубиновите кристали се възбуждат и се изпомпват до висока енергия. Поради генерирането на топлина част от тази енергия се губи. Но част от светлинната енергия се отразява от огледало към огледало и отново хромовите атоми се възбуждат, докато едновременно с това загубят допълнителната си енергия, образувайки тесен лъч кохерентна светлина. Той излиза през малкия отвор в единия край на огледалото на кристала.
Този тесен лъч се фокусира от оптична фокусираща леща, за да се получи малък интензивен лазерен лъч върху детайла.
Лазерните лъчи се променят при взаимодействие с материала
Абсорбцията на лазерна енергия от даден материал варира в зависимост от редица фактори, като дължина на вълната, дебелина на материала, кристална структура, добавки в материала, молекулярна структура и други. Процесът използва предимствата на тези свойства на материала и лазера, за да създаде връзка между 2 пластмасови материала - единият, който предава лазерната енергия, и другият, който я абсорбира.
Когато лазерен лъч попадне върху материал, като например пластмаса, той ще бъде пропуснат, отразен или абсорбиран в зависимост от дължината на вълната и състава на материала, с който се сблъсква. Повечето материали проявяват в известна степен и трите ефекта, но в различни пропорции. Материалът може да бъде оптически прозрачен за светлината във видимия спектър и силно абсорбиращ за инфрачервения лазер или да бъде непрозрачен за очите ни, но прозрачен за инфрачервения лазер.
Механика на лазерни заваръчни апарати
Лазерното заваряване е процес, при който се получава коалесценция на материали с топлината, получена от прилагането на концентриран кохерентен светлинен лъч, попадащ върху съединяваните повърхности.
Това се постига чрез следните фази:
1. Взаимодействие на лазерния лъч с материала на детайла.
2. Топлопроводимост и повишаване на температурата.
3. Топене, изпаряване и съединяване: При използване на лазерен лъч за заваряване, електромагнитното лъчение въздейства върху повърхността на основния метал с такава концентрация на енергия, че температурата на повърхността се разтопява, парата се образува и се образуват стопилки на метала отдолу.
