Перечень оборудования для лазерной сварки и предназначение для каждого из этого перечня.

Твердотельные лазеры:

В излучателях твердотельных лазеров в качестве рабочего тела используются активные элементы из рубина, стекла с присадкой ионов неодима, алюмоиттриевого граната (АИГ) с неодимом. «Накачку» (возбуждение активного элемента) осуществляют световым потоком (от мощных дуговых криптоновых ламп). Длина волны излучения в зависимости от материала рабочего тела 0,37—1,064 мкм. Электрический к. п. д. 1—3 %. Основные функциональные узлы излучателя (рис. 6.5): «рабочее тело», система «накачки», включающая электрические лампы и отражатель, концентрирующий световую энергию на рабочем теле, система охлаждения, резонатор. Лазеры работают в непрерывном и импульсном режимах. Последний реализуется либо модуляцией добротности при непрерывной «накачке», либо импульсной «накачкой».

Газовые лазеры:

В технологических газовых лазерах в качестве рабочего тела в основном используется смесь СO2, N2 и Не при давлении 2,66—13,3 кПа. Возбуждение рабочего тела осуществляется электрическим разрядом. Два последних газа обеспечивают передачу энергии возбуждения молекуле СО2 и благоприятные условия горения разряда. Длина волны излучения 10,6 мкм. Электрооптический к. п. д. 5—15 %.

Вакуумплотный замкнутый контур, внутри которого смонтировано устройство для прокачки рабочей смеси газов, являющаяся частью контура электроразрядная камера, резонатор; вакуумный насос для откачки контура; система охлаждения рабочей смеси и оптических систем; источник питания; система управления; системы коммутации и измерения лазерного излучения.

Система транспортировки и фокусировки излучения:

Система транспортировки и фокусировки излучения СТФЛ состоит из защитных лучепроводов, отклоняющего зеркала и фокусирующего устройства. Отклоняющее зеркало изменяет ход луча и направляет его в зону обработки. Для СO2-лазеров применяют медные зеркала, для мощных лазеров — зеркала с водяным охлаждением. Фокусирующее устройство — тубус, установленный с возможностью перемещения относительно поверхности обрабатываемого изделия, в котором закреплена линза из оптического стекла — для твердотельных лазеров, из хлорида калия или селенида цинка с интерференционным просветляющим покрытием — для СO2-лазеров Защита линз (кроме стеклянных) от продуктов, выделяющихся при обработке изделия, осуществляется шторкой, образуемой продуваемым очищенным и осушенным воздухом.

Система газовой защиты:

Система предназначена для предотвращения окисления металла сварного шва, в том числе его корня, и включает сопла разнообразной конструкции. Конструкция сопел, кроме того, должна обеспечивать сдув паров и брызг, образующихся при сварке, в сторону от оси лазерного луча. В зависимости от химической активности свариваемых металлов, мощности излучения лазера и требующейся глубины проплавления используется конкретная конструкция сопла и подбирается состав подаваемого в зону обработки газа.

Система относительного перемещения луча и изделия

Относительное перемещение луча и изделия реализуется обычно за счет движения детали, осуществляемого манипулятором с ЧПУ с разным числом степеней свободы в зависимости от требующейся сложности обработки. Скорость перемещения 40—400 м/ч. В случае обработки массивных и крупногабаритных изделий рационально перемещать луч с помощью подвижных зеркал. Наибольший интерес представляет система с рабочим инструментом, закрепленным в руке антропоморфного робота. Излучение от лазера к инструменту передается через зеркала, установленные в шарнирных узлах робота.