Το λέιζερ είναι μια δέσμη συγκεντρωμένης φωτεινής ενέργειας που παράγεται σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Στη φύση, το φως υπάρχει σε ένα φάσμα μηκών κύματος, που κυμαίνονται από πολύ μικρά (ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα) έως πολύ μεγάλα (ραδιοκύματα). Οι άνθρωποι μπορούν να δουν μόνο ορατό ή το «λευκό φως» μήκη κύματος από περίπου 430-690 νανόμετρα (nm). Μια δέσμη λέιζερ είναι μια ενισχυμένη συγκέντρωση φωτεινής ενέργειας σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος. Είναι συνεκτικό φως, το οποίο επιτρέπει την εστίαση σε ένα στενό σημείο και μια στενή δέσμη σε μεγάλες αποστάσεις. Η λέξη λέιζερ είναι ένα αρκτικόλεξο που σημαίνει ενίσχυση φωτός με διεγερμένη εκπομπή ακτινοβολίας.
Αρχή εργασίας οξυγονοκολλητή με λέιζερ
Μια ακτίνα λέιζερ παράγεται στο εσωτερικό του κρυστάλλου ρουμπίνι. Το ρουμπίνι κρύσταλλο είναι κατασκευασμένο από οξείδιο αλουμινίου με διασκορπισμένο χρώμιο σε όλο του. Η οποία σχηματίζεται περίπου 1/2000 κρύσταλλο, λιγότερο από φυσικό ρουμπίνι. Οι καθρέφτες με ασημί επικάλυψη τοποθετούνται εσωτερικά και στις δύο πλευρές του κρυστάλλου. Η μία πλευρά του καθρέφτη έχει μια μικροσκοπική τρύπα, μια δοκός βγαίνει μέσα από αυτήν την τρύπα.
Γύρω από τον ρουμπίνι κρύσταλλο τοποθετείται ένας σωλήνας φλας, ο οποίος είναι γεμάτος με αδρανές αέριο xenon. Το φλας είναι ειδικά σχεδιασμένο ώστε να έχει ρυθμό φλας περίπου χιλιάδες φλας ανά δευτερόλεπτο.
Η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε φωτεινή ενέργεια, αυτή δουλεύεται από σωλήνα φλας.
Ο πυκνωτής παρέχεται για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας και την παροχή της υψηλής τάσης στο σωλήνα λάμψης για να εκτελεστεί κατάλληλα.
Η ηλεκτρική ενέργεια που εκφορτίζεται από τον πυκνωτή και το xenon μετατρέπει την υψηλή ενέργεια σε ταχύτητα λευκού φλας 1/1000 ανά δευτερόλεπτο.
Τα άτομα χρωμίου των κρυστάλλων ρουμπινιού διεγείρονται και αντλούνται σε υψηλή ενέργεια. Λόγω της παραγωγής θερμότητας, μέρος αυτής της ενέργειας χάνεται. Αλλά ένα μέρος της φωτεινής ενέργειας ανακλάται από τον καθρέφτη στον καθρέφτη και πάλι τα άτομα χρωμίου διεγείρονται μέχρι να χάσουν ταυτόχρονα την επιπλέον ενέργειά τους, σχηματίζοντας μια στενή δέσμη συνεκτικού φωτός. Αυτή εξέρχεται από τη μικροσκοπική οπή του ενός άκρου του καθρέφτη του κρυστάλλου.
Αυτή η στενή δέσμη εστιάζεται από έναν οπτικό φακό εστίασης για να παράγει μια μικρή έντονη δέσμη λέιζερ στο τεμάχιο εργασίας.
Οι ακτίνες λέιζερ αλλάζουν όταν αλληλεπιδρούν με το υλικό
Η απορρόφηση ενέργειας λέιζερ ενός υλικού ποικίλλει ανάλογα με διάφορους παράγοντες, όπως το μήκος κύματος, το πάχος του υλικού, την κρυσταλλική δομή, τα πρόσθετα υλικών, τη μοριακή δομή και άλλα. Η διαδικασία χρησιμοποιεί τα πλεονεκτήματα αυτών των ιδιοτήτων του υλικού και το λέιζερ για να δημιουργήσει έναν δεσμό μεταξύ 2 πλαστικών υλικών — ένα που μεταδίδει την ενέργεια του λέιζερ και ένα που την απορροφά.
Όταν μια δέσμη λέιζερ συναντήσει οποιοδήποτε υλικό, όπως πλαστικό, είτε θα μεταδοθεί, είτε θα ανακλαστεί, είτε θα απορροφηθεί με βάση το μήκος κύματος και τη σύνθεση του υλικού που συναντά. Τα περισσότερα υλικά παρουσιάζουν κάποιο βαθμό και των 3 επιδράσεων, αλλά σε ποικίλες αναλογίες. Ένα υλικό μπορεί να είναι οπτικά διαυγές στο φως στο ορατό φάσμα και πολύ απορροφητικό στο υπέρυθρο λέιζερ ή να είναι αδιαφανές για τα μάτια μας αλλά διαφανές στο υπέρυθρο λέιζερ.
Laser Welder Mechanics
Η συγκόλληση με λέιζερ είναι μια διαδικασία που παράγει συνένωση υλικών με τη θερμότητα που λαμβάνεται από την εφαρμογή μιας συμπυκνωμένης συνεκτικής δέσμης φωτός που προσκρούει στις επιφάνειες που πρόκειται να ενωθούν.
Επιτυγχάνεται μέσω των παρακάτω φάσεων:
1. Αλληλεπίδραση δέσμης λέιζερ με υλικό τεμαχίου εργασίας.
2. Αγωγή θερμότητας και αύξηση θερμοκρασίας.
3. Εξάτμιση τήξης και ένωση: Κατά τη χρήση της δέσμης λέιζερ για συγκόλληση, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία προσπίπτει στην επιφάνεια του βασικού μετάλλου με τέτοια συγκέντρωση ενέργειας που η θερμοκρασία της επιφάνειας είναι λιωμένος ατμός και σχηματίζονται τήγματα του μετάλλου από κάτω.
