Laser je lúč koncentrovanej svetelnej energie generovanej pri určitej vlnovej dĺžke. V prírode existuje svetlo v celom spektre vlnových dĺžok, od veľmi krátkych (röntgenové a gama žiarenie) až po veľmi dlhé (rádiové vlny). Ľudia môžu vidieť iba viditeľné alebo „biele svetlo“ vlnové dĺžky od približne 430 do 690 nanometrov (nm). Laserový lúč je zosilnená koncentrácia svetelnej energie pri určitej vlnovej dĺžke. Je to koherentné svetlo, ktoré umožňuje zaostrenie na úzky bod a úzky lúč na veľké vzdialenosti. Slovo laser je skratka, ktorá znamená zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia.
Princíp práce laserového zvárača
Vo vnútri rubínového kryštálu sa vytvára laserový lúč. Rubínový kryštál je vyrobený z oxidu hlinitého s rozptýleným chrómom. Ktorý sa tvorí o 1/2000 kryštálu, čo je menej ako prírodný rubín. Strieborné zrkadlá sú osadené vo vnútri na oboch stranách kryštálu. Na jednej strane zrkadla je malý otvor, cez ktorý vychádza lúč.
Okolo rubínového kryštálu je umiestnená blesková trubica, ktorá je naplnená xenónovým inertným plynom. Blesk je špeciálne navrhnutý tak, aby rýchlosť blesku bola okolo tisícok zábleskov za sekundu.
Elektrická energia sa premieňa na svetelnú energiu, o ktorú pracuje blesková trubica.
Kondenzátor je určený na uchovávanie elektrickej energie a na správne dodávanie vysokého napätia do bleskovej trubice.
Elektrická energia vybitá z kondenzátora a xenónu transformuje vysokú energiu na biele zábleskové svetlo s rýchlosťou 1/1000 za sekundu.
Atómy chrómu v kryštáloch rubínu sú excitované a premenené na vysokú energiu. V dôsledku generovania tepla sa časť tejto energie stráca. Časť svetelnej energie sa však odráža od zrkadla k zrkadlu a atómy chrómu sú opäť excitované, až kým nestratia svoju prebytočnú energiu, čím vytvoria úzky lúč koherentného svetla. Ten vychádza cez malý otvor zrkadla na jednom konci kryštálu.
Tento úzky lúč je zaostrený optickou zaostrovacou šošovkou na vytvorenie malého intenzívneho laserového lúča na obrobku.
Laserové lúče sa pri interakcii s materiálom menia
Absorpcia energie lasera materiálom sa líši v závislosti od mnohých faktorov, ako je vlnová dĺžka, hrúbka materiálu, kryštalická štruktúra, prísady materiálu, molekulárna štruktúra a ďalšie. Proces využíva výhody týchto materiálových vlastností a lasera na vytvorenie väzby medzi 2 plastovými materiálmi – jedným, ktorý prenáša laserovú energiu a jedným, ktorý ju absorbuje.
Keď laserový lúč narazí na akýkoľvek materiál, ako je plast, bude buď prenesený, odrazený alebo absorbovaný na základe vlnovej dĺžky a zloženia materiálu, s ktorým sa stretne. Väčšina materiálov vykazuje určitý stupeň všetkých 3 účinkov, ale v rôznych pomeroch. Materiál môže byť opticky čistý pre svetlo vo viditeľnom spektre a veľmi absorbujúci infračervený laser, alebo môže byť pre naše oči nepriehľadný, ale pre infračervený laser môže byť priehľadný.
Mechanika laserových zváračiek
Laserové zváranie je proces, ktorý vytvára koalescenciu materiálov s teplom získaným aplikáciou koncentrovaného koherentného svetelného lúča dopadajúceho na povrchy, ktoré sa majú spojiť.
Dosahuje sa prostredníctvom nasledujúcich fáz:
1. Interakcia laserového lúča s materiálom obrobku.
2. Vedenie tepla a nárast teploty.
3. Odparovanie a spájanie tavením: Pri použití laserového lúča na zváranie dopadá elektromagnetické žiarenie na povrch základného kovu s takou koncentráciou energie, že pri teplote povrchu dochádza k roztaveniu pary a vzniku tavenín kovu pod ním.
