Лазерная сварка металла

Технология лазерной сварки металлов

Отрасль металлургии постоянно развивается, не так давно для обработки деталей стала использоваться технология лазерной сварки металлов.

Лазерная сварка является инновационным методом обработки металлов. Суть этого метода в том, что в качестве энергетического источника используется луч лазера. Такая технология имеет очень широкую сферу применения, так как обладает множеством преимуществ.

Технология лазерной сварки металлов может быть использована при работе с одинаковыми и разными металлами, активно применяется в электронной технике и радиоэлектронике.

Суть технологического процесса лазерной сварки металла, его преимущества и недостатки

Принцип действия лазерной сварки сводится к тому, что лазерное излучение направляют в фокус, где из него создается пучок, который и попадает на свариваемые детали. Пучок попадает внутрь металла, поглощается им, нагревает металл, вследствие чего происходит плавка и возникает сварочный шов.

Удобство метода состоит в том, что такую сварку производят путем частичного или полного проплавления, в любом положении, под любым углом. Процесс лазерной сварки может производиться периодами или же быть непрерывным.

Процесс лазерной сваркиподойдет как для работы с тонкими листами металла, так и для крупногабаритных деталей. При работе с изделиями малой толщины процесс сварки осуществляется с расфокусировкой лазерного луча.

Современное оборудование, осуществляющее лазерную сварку металлов, способно делать этот процесс очень быстрым – сварка проводится со скоростью около 5 мм/с.

Обязательным условием является использование присадки при сварке; в качестве присадки, как правило, используется проволока большого диаметра, специальный порошок или лента. Присадка необходима, так как она способна увеличивать сечение сварочного шва.

Лазерная сварка металла имеет множество преимуществ:

  1. Такая технология позволяет сваривать даже высокоточные конструкции. Так как при сварке можно дозировать энергию, метод позволяет обеспечить получение качественных соединений даже при работе с малыми деталями.
  2. При работе не понадобятся правки.
  3. Не нужна механическая доработка результата.
  4. Большая скорость процесса.
  5. Высокая производительность.
  6. При использовании мощного оборудования можно получить большую глубину шва при его малой ширине. То есть есть возможность уменьшить зону термического влияния, а также предотвратить деформации металлов.
  7. Технология довольно экономичная, так как она позволяет использовать оборудование на большом расстоянии от металла.
  8. Лазерный луч очень прост в управлении – для этого используют зеркала и оптику, что позволяет производить сварку в самых труднодоступных местах.

Тем не менее у данной технологии есть несколько недостатков:

  1. Стоимость оборудования для лазерной сварки очень велика.
  2. Низкий КПД лазерного оборудования.

Эти недостатки постепенно сводят к минимуму.

Оборудование для лазерной сварки металла

В комплекте оборудования для лазерной сварки обязательно есть сам лазер, система фокусировки, газовая защита и системы перемещения луча.

В настоящее время используются два вида лазеров – газовые и твердотельные. Газовые лазеры являются более мощными, в качестве активного тела в них используется смесь разных газов. Максимальная мощность таких установок достигает 20 кВт, что делает возможным работу с металлами толщиной до 20 мм и обеспечивает довольно высокую скорость сварки – до 60 м/ч. Самыми мощными являются газодинамические лазеры.

В твердотельных лазерных установках в качестве активного тела используется рубин или стекло с присадкой ионов. Твердотельные установки имеют малую мощность, в связи с этим с их помощью обрабатываются только самые мелкие детали. Мощность таких лазеров – 1-6 кВт.

Современные технологии лазерной сварки металлов на выставке

Новинки и инновационные технологии в сфере металлургии, а также лазерного оборудования для сварки и резки металлов будут представлены на ежегодной международной выставке «Металлообработка», посвященной металлообработке.

На экспозиции можно будет ознакомиться с разработками многих стран, а также узнать о новом, экономичном оборудовании. Выставка пройдет в мае в ЦВК «Экспоцентр» в Москве.

Лазерная сварка металлов и ее особенности

При производстве многих сложных металлов ключевой частью технологического процесса является их сварка. Соединение проводится с применением разных видов нагревов. Часто в последнее время используется и лазерная сварка металлов. Как осуществляется сварка лазером и какие ее виды существуют, будет рассмотрено в статье.

  • Сферы применения лазерной сварки металлов
    • Плюсы и минусы
  • Виды сварки
  • Типы лазеров
    • Твердотельный
    • Газовый
  • Станки для сварки лазером

Сферы применения лазерной сварки металлов

Металлы посредством лазерной сварки соединяются в основном тогда, когда другие способы соединения бесполезны или проблематичны. Оборудование для лазерного соединения стоит весьма недешево, поэтому покупать его нужно, только когда вы убедитесь в том, что работу нельзя будет сделать другими методами.

Итак, сферы применения таковы:

  • производство приборов и прочих точных механизмов;
  • производство сложных изделий на основе легкоплавких металлов;
  • изготовление деталей из чугуна;
  • изготовление пластмассовых изделий.

Такая технология в промышленности стала применяться всего порядка 20 лет назад, и если есть возможность, то можно купить станки для только стационарного типа, но и ручные для сварки в домашних условиях.

Плюсы и минусы

Лазерное соединение металлов имеет свои плюсы и минусы. Что касается преимуществ, то они следующие:

  • площадь металла нагревается незначительно, что сильно сокращает его коробление во время работы;
  • лазерный луч передается по волоконной оптике, благодаря чему он попадается даже в труднодоступные места;
  • лазерное оборудование можно использовать не только для сварки металла, но и его резки;
  • оно обеспечивает высокое качество сварных швов;
  • процесс сваривания обеспечивает хорошую производительность, его легко контролировать.

Но имеет технология и свои недостатки:

  • оборудование очень дорогое;
  • сварочный аппарат обладает низким КПД;
  • оператор установки должен иметь высокую квалификацию.

Но, несмотря на недостатки, лазер — это единственный вариант для обеспечения точной сварочной операции или соединения легкоплавких материалов.

Виды сварки

Лазерная сварка бывает двух видов:

  • Стыковая — в этом случае не используют присадки и флюс. Между металлами допускается минимальный стык, не больше 0,2 мм. Такое же значение является максимальным для фокусировки лазерного луча на стык. Сварку проводят посредством «кинжального» проплавления металла на всю толщину с интенсивностью лазерного излучения до 1 мВт/см2. Шов в этом случае нужно предохранять от окисления аргоном или азотом, а гелий защитит его от пробоя лазерного излучения;
  • Нахлесточная — металлические листы накладываются друг на друга, они соединяются посредством мощного излучения. Сварка проводится с локальным прижимом деталей. Максимально допустимый зазор между поверхностями металлов при работе — 0,2 мм. В случае необходимости повышения качества соединяемых деталей используется двойной шов.

Типы лазеров

При сваривании металлов применяют лазеры двух типов:

  • твердотельные;
  • газовые.

Тот или иной тип лазера подбирается в зависимости от цели использования оборудования.

Твердотельный

В данном случае активным телом выступает рубиновый стержень со стеклом и примесью неодима или же алюмо-иттриевого граната, который легирован неодимом или иттербием. Стержень располагается в осветительной камере. Чтобы возбудить атомы активного тела, применяют лампу накачки, которая создает мощные световые вспышки.

На торцах активного тела находятся два зеркала:

  • частично прозрачное;
  • отражающее.
Читайте также  Токарный станок по металлу своими руками

Лазерный луч будет выходить сквозь частично прозрачное зеркало, заранее оно многократно отражается в рубиновом стержне и усиливается. Твердотельные лазеры не слишком мощны, их мощность составляет от 1 до 6 кВт.

С помощью данных лазеров свариваются только мелкие и не толстые детали, чаще всего — это объекты микроэлектроники, например, тонкие проволочные выводы с диаметром 0,01−0,1 мм на основе нихрома, золота или тантала. Допускается и точечная сварка изделий на основе фольги с диаметром точки порядка 0,5−0,9 мм. Таким же способом выполняется герметичный катодный шов на кинескопах современных телевизоров.

Катод — это трубка с длиной в 2 мм, диаметром 1,8 мм и толщиной стенки 0,04 мм. К такой трубке приваривают дно толщиной в 0,12 мм на основе хромоникелевого сплава. Такие мелкие изделия варят благодаря высокой степени фокусировки луча, а также точной дозировке энергии посредством регулирования длительности импульса в определенных рамках.

Газовый

Газовые лазеры — более мощные, активным телом в них выступает газовая смесь. Газ прокачивается из баллонов с помощью насоса посредством газоразрядной трубы. Энергетическое возбуждение газа происходит за счет электрического разряда между электродами. По торцам газоразрядной трубы находятся зеркала. Электроды подключают к источнику питания, а сам лазер охлаждается с помощью водяной системы.

Основной минус оборудования с продольной прокачкой газа — это его габариты. А вот лазеры с поперечной прокачкой газа более компактные. Общая мощность может составлять от 20 кВт и больше, благодаря чему можно соединять металлы с толщиной до 20 мм на большой скорости — порядка 60 м/ч.

Самые мощные конструкции — газодинамические. В них для работы применяют газы, которые нагреваются до температуры от 1000 до 3000 К. Газ в них быстро истекает через сопло Лавля, в итоге происходит адиабатическое расширение, а затем газ охлаждается в зоне резонатора. При охлаждении возбужденные молекулы переходят на более низкий энергетический уровень, при этом испускается когерентное излучение. Накачка может происходить с применением другого лазера или прочих мощных энергетических источников. Мощные конструкции позволяют сваривать на скорости около 200 м/ч стали толщиной в 35 мм.

Сварка с помощью лазера осуществляется в атмосферных условиях, вакуум создавать не нужно, нужно при этом защищать от воздуха расплавленный металл. Обычно используются газы, например, аргон. Процесс характеризуется тем, что из-за высокой тепловой мощности луча на поверхности свариваемого изделия металл интенсивно испаряется. Пары ионизируются, вследствие чего луч рассеивается и экранизируется.

Поэтому в условиях применения высокомощного оборудования в зону сварки, кроме защитного газа, также подают и плазмоподавляющий газ. Им обычно выступает гелий, который намного легче аргона и не будет рассеивать луч. Чтобы упростить процесс нужно, использовать специальные газовые смеси, обладающие плазмоподавляющей и защитной функцией. В таком случае горелка должна подавать газ так, чтобы он мог сдувать ионизированный пар.

Во время работы луч медленно углубляется в деталь и оттесняет жидкий металл сварочной ванны на заднюю стенку кратера. Это обеспечивает «кинжальное» проплавление при условии большой глубины и малой ширине шва.

Большая концентрация энергии в луче позволяет достичь высокой скорости работы, а также обеспечивает хороший термический цикл и высокую прочность металла шва.

Станки для сварки лазером

Для данного вида сварочных работ применяется оборудование как мобильного, так и компактного типа, также может использоваться полноразмерное оборудование для соединения крупногабаритных деталей.

Часто в промышленных целях используют такие модели станков, как:

  • ЛАТ-С — он применяется для самой лазерной сварки, а также наплавки металлов. Обладает высокой мощностью, благодаря чему можно добиться высоких показателей в плане производительности. Может быть оснащен автоматическими координатными столами, благодаря чему можно обрабатывать сложные конструкции на высокой скорости. Станок включает в себя два модуля. В первом находится источник питания и устройство для охлаждения лазера, а второй модуль — это такой подвижный каркас, где находится лазерный излучатель. Два модуля легко двигаются благодаря наличию колес в основании. Для стационарной работы со станком неподвижность обеспечивается за счет специального механического блокиратора;
  • МУЛ-1 — этот станок малогабаритный, используется для лазерной сварки и наплавки металлов. Также с его помощью можно паять золото и серебро. Варить ювелирные изделия данным станком можно легко и с соблюдением высокой точности. Часто оборудование используют для ремонта и производства ювелирных изделий. Металлические части небольшого размера можно сварить без сильного нагрева, допускается даже соединение оправ для очков. Устройство удобное тем, что для работы достаточно напряжения в 220 В. В зависимости от выбранного режима, мощность прибора составляет от 1,9 до 2, 5 кВт;
  • ЛАТ-400 — применяется для соединения крупногабаритных изделий. Система включает в себя мощный твердотелый лазер, устройство питания и охлаждения. Лазер обладает высокой мощностью и производительностью, благодаря чему даже сложные работы можно осуществлять на высокой скорости. Оборудование подключается за счет трехфазной сети в 380 В. При пиковой нагрузке мощность аппарата составляет порядка 13 кВт. Установка оснащена механизированной системой, которая приводится в движение за счет двигателя постоянного тока. Это позволяет легко передвигать лазерную головку в трех плоскостях.

Ручная лазерная сварка проводится с применением таких аппаратов:

  • WELD-WF — портативное устройство, благодаря которому можно выполнять работы даже в труднодоступных местах. Оно включает в себя манипулятор, соединяемый с волокном. Сгенерированное лазерное излучение передается по волокну. Поскольку есть наличие обратной связи, с помощью аппарата можно получить максимально качественный шов по сравнению с оборудованием, в котором нет подобных опций. Аппарат имеет мощность всего 1,5 кВт и работает от сети в 220 В. Он подходит для разных ремонтных работ, когда выполнить демонтаж сложно или требует много времени;
  • CLW120 — ручной аппарат с невысокой мощностью, который отлично подходит для работ, требующих ювелирной точности, а также точечной лазерной сварки. Кроме этого, с его помощью можно соединять цветные и черные металлы, нержавеющую сталь или же титановые сплавы. Мощность оборудования — 10 кВт, требования к сети — 220 В.

Почти все перечисленные аппараты оснащены бинокуляром, который защищает зрение от негативного воздействия лазерного луча и вместе с тем помогает в несколько раз увеличить объект обработки, чтобы работа была выполнена качественно и точно.

Лазерная сварка металла, особенности и технология.
Установка и оборудование для сварки лазером

Содержание

  1. Особенности лазерной сварки металлов
  2. Классификация методов лазерной сварки
    • Классификация по энергетическим признакам
    • Классификация по технологическим признакам
    • Классификация по экономическим признакам
  3. Область применения лазерной сварки
  4. Технология лазерной сварки
    • Сварка сталей
    • Сварка алюминиевых и магниевых сплавов
    • Сварка титана и титановых сплавов
  5. Оборудование и установки для сварки лазером
    • Твердотельные лазеры
    • Газовые лазеры
    • Системы транспортировки и фокусировки лазерного луча
    • Система газовой защиты
    • Система перемещения луча и изделия
  6. Видео: Лазерная гибридная сварка

Особенности лазерной сварки металлов

Среди распространённых источников энергии, применяемых для сварки, лазерное излучение обладает наиболее высокой степенью концентрации энергии в отдельном небольшом участке. Лазерное излучение по концентрации превосходит другие источники теплоты в десятки раз. Такие высокие показатели концентрации определяются уникальными характеристиками лазерного луча, прежде всего, его монохроматичностью и когерентностью.

Читайте также  Масло для червячных редукторов

Электронно-лучевая сварка, также как и лазерная, тоже обеспечивает высокую концентрацию энергии, но преимущество последней заключается в том, что для неё не требуется специальных вакуумных камер. Лазерную сварку можно проводить как на воздухе, так и в среде защитных газов. Это сварка в среде аргона, гелия, либо сварка в среде углекислого газа СО2 и других. Этот вид сварки подходит для соединения заготовок любых габаритов.

Благодаря когерентности и монохроматичности лазерного луча, он обладает малой расходимостью, что позволяет достичь высокой степени фокусировки энергии большой величины на малом участке. В результате этого, на свариваемых поверхностях происходит локальное нагревание, обеспечивающее высокую скорость нагрева и охлаждения. Эти параметры оказываются гораздо выше, чем при других способах дуговой сварки.

Другими особенностями лазерной сварки являются малый объём расплавленного металла и малые размеры зоны термического влияния, а также эффективное расплавление металла на больших скоростях сварки, порядка 20-40 мм/с, что обеспечивает высокую производительность.

Классификация методов лазерной сварки

Способы лазерной сварки металлов можно классифицировать по трём группам. Классификация представлена на рисунке ниже:

Классификация по энергетическим признакам

Каждый метод лазерной сварки характеризуется плотностью мощности Е, Вт/см 2 , т.е. отношением мощности луча лазера к площади сфокусированного луча и продолжительностью воздействия t. Лазерную сварку ведут, как правило, при Е=1-10МВт/см 2 . Меньшая плотность мощности не рекомендуется, так как в этом случае более эффективными и экономичными будут другие способы сварки, например, дуговая. Возможны три основных режима с разным сочетанием мощности и продолжительности воздействия:

1. Е=0,1-10МВт/см2, t>10-2с. Этот режим обеспечивается лазерами непрерывного действия. Данный режим используется для сварки конструкционных сталей различной толщины.

2. Е=0,1-10МВт/см2, t Дополнительные материалы по теме:

Лазерная сварка

Лазерная сварка – процесс, предполагающий соединение деталей при помощи лазерного излучения. На поверхности часть луча отражается, а часть проходит внутрь, что приводит к нагреву и плавлению материала, формированию сварного шва.

Принцип работы лазерной сварки

Особенности лазерной сварки

Технология используется при работах с титаном, титановых, алюминиевых, магниевых сплавов, разных марок стали. Лазерный луч обладает точной направленностью, что выгодно выделяет его на фоне пучка света. Это обусловлено тем, что он монохроматичен и когерентен. Лазер сосредотачивает всю тепловую мощность, которая потребуется при соединении деталей непосредственно в пятно малого диаметра в месте обработки. Такие особенности лазерной сварки позволяют соединять элементы практически незаметным швом.

Работы не требуют наличия вакуума и могут выполняться в атмосфере. Зачастую защита сварочной ванны выполняется аргоном. Но этот газ при взаимодействии с металлами и лазером вызывает не только расплав металла, то и его испарение. В результате луч может экранировать, уходя от заданной траектории, заметно снижая точность и качество шва. Исключить такой процесс помогает дополнительная подача в рабочую область гелия. Этот газ подавляет потенциальное плазмообразование, предотвращая улетучивание металла. В результате лазерная сварка, описание процесса которой мы только что привели, позволяет получать идеально тонкий, ровный шов. Процесс автоматизирован и может проходить как с частичным, так и со сквозным проплавлением.

Виды и режимы лазерной сварки

Лазерная сварка предполагает получение двух разновидностей сварочного соединения: шовное и точечное. Установки промышленного уровня способны генерировать непрерывные и импульсные лучи. Первые применяются для получения как точечных, так и шовных соединений. При помощи импульсного излучения получают только точечные швы. При этом скорость работ пропорциональна частоте генерируемых лазером импульсов. Точечная технология получила распространение при соединении тонких металлических элементов и реализуется вручную. Шовная преимущественно выполняется аппаратным методом и позволяет формировать глубокие сварные соединения.

Исходя из используемого оборудования и материалов сварка лазером металла бывает:

  1. Твердотельной.
  2. Газовой.
  3. Гибридной.

Твердотельная

В твердотельных лазерах активным элементом являются стекло или алюмоиттриевый гранат с добавлением неодима, рубина. Их работа активизируется под воздействием светового потока, излучаемого криптоновыми светильниками повышенной мощности. Предусмотрена возможность работы таких лазеров как в непрерывном, так и в импульсном режиме. В настоящее время наиболее популярны волоконные лазерные источники. Они обладают высокой мощностью и просты в эксплуатации.

Газовая

Здесь используют газовые смеси. Это соединения азота, гелия, углекислого газа. Смесь подается в рабочую область под давлением 2,6-13 кПа. Активизируются действующие вещества электрическим разрядом. Гелий и азот гарантируют стабильную передачу энергии частичкам углекислого газа, обеспечивая оптимальные условия для поддержания горения разряда.

Гибридная

Гибридная технология получения сварных швов объединяет дуговую сварку – сварку металлическим электродом в активном газе или в инертном газе с лазерной сваркой. При этом увеличивается подводимая тепловая мощность, что позволяет осуществлять сварку высокопрочных сталей, невыполнимую другими методами.

Преимущества и недостатки технологии

Лазерная сварка, как и другие технологии, имеет преимущества и недостатки.

К достоинствам сварки лазером относят:

  • Есть возможность дозировать поток энергии, подаваемого в рабочую зону. Диапазон регулировки достаточно широкий. Такая особенность позволяет получать качественные сварные соединения деталей разной толщины и конфигурации.
  • Большая глубина оплавления при минимальном горизонтальном распространении термического повреждения. Эта особенность технологии позволяет использовать ее при работах с очень мелкими деталями, в частности в радиотехнике.
  • Возможность использования для получения сварных швов в труднодоступных местах. Это достигается системой зеркал, способных управлять лазерным лучом, меняя его направление. Эта технология широко используется при работах на подземных или подводных коммуникациях. Внутрь трубопровода помещается специальный постамент, а управление процессом идет извне при помощи радиопередатчика.
  • Высокая точность и качество работ. Отклонения от допустимых размеров минимальные при соединении как мелких, так и крупногабаритных деталей. Сварка выполняется без правок и не требует финишной механической обработки. Процесс сопровождается минимальными температурными поводками и короблением материала.
  • Высокая эффективность и скорость работ. Сварной шов стального листа толщиной 20 мм выполняется со скоростью 100 м/час и за 1 подход. Для сравнения: аналогичный шов с использованием электрической дуговой сварки делают со скоростью 15 м/час за 5-8 подходов.
  • Экологическая чистота процесса. При работах не выделяется никаких опасных веществ, способных нанести вред человеку или окружающей среде.

Из недостатков отмечают невысокий КПД. Работы требуют высокой квалификации персонала.

Применение сварки лазером

Сваривать лазерным лучом можно детали разных габаритов, но наибольшее применение технология получила при работах с материалами небольшой и средней толщины: 5-10 мм. Область использования данного вида сварки:

  • соединение деталей, форма и размеры которых не должны существенно меняться в процессе;
  • изготовление крупный конструкций невысокой жесткости при наличии швов в труднодоступных местах;
  • при работах с трудносвариваемыми элементами, разнородными материалами; соединение тонких пластин, пленок, проводов и других легко деформирующихся деталей;
  • в работах с материалами, хорошо проводящими тепло.

Наибольшее распространение технология сварки лазером получила при производстве электронных изделий, в радиоэлектронике, приборостроении, машиностроении, часовом приборостроении, медицине, механике и пр.

Компания АО «ЛЛС» предлагает оборудование для лазерной сварки по хорошим ценам и с надежными гарантиями. А это залог высокого качества выполненных работ. За уточнением деталей сотрудничества обращайтесь к менеджерам по телефону или через онлайн-форму.

Читайте также  Пластичная литиевая смазка

Сварка металлов

Лазерная сварка предлагает экономичную и бесконтактную

альтернативу сварки широкого ряда металлов

практически в любой промышленности.

Если клиенту необходимы высокая скорость обработки,

сложные комплексные сварные конфигурации или

многослойные швы, IPG Photonics предлагает

уникальные решения для разнообразного

использования в сварке.

  • Резка
  • Сверление
  • Маркировка и гравировка
  • Сварка металлов
  • Сварка полимерных материалов
  • Пайка
  • Плакировка
  • Аддитивное производство
  • Удаление покрытий
  • Термическая обработка
  • Технологиии лазерной сварки
  • Сварка толстого металла
  • Сварка тонкого металла

Химический состав материала, конструкция изделия и напряженное состояние — это только несколько факторов, определяющих способ соединения. Лазерная сварка часто является идеальным решением соединения металлов, для которых требуется высокая скорость обработки, низкое тепловложение, низкие поводки и остаточные напряжения.

Методы сварки металла

Гибридная сварка сочетает лазерную сварку с другими сварочными технологиями, чаще всего с дуговой сваркой плавящимся электродом в инертном газе ( MIG ).

Кондуктивная сварка схожа с точечной контактной сваркой, однако позволяет перемещение лазерного луча после появления плавильного «болота». Этот метод может использовать как модулируемые, так и импульсные лазеры для создания герметичного по своей структуре сварного шва. Глубина провара шва обычно составляет менее 2 мм.

Лазерная точечная сварка — это бесконтактная технология, использующая лазер для создания одиночной сварочной точки для связки металлов. Когда лазер сфокусирован, подложка поглощает свет, который расплавляет металл. Расплавленный металл течет, затвердевает и создает маленькую сварочную точку. Весь процесс занимает несколько миллисекунд и может быть повторен в зависимости от толщины материала и требуемой прочности соединения.

Сварка с глубоким проплавлением требует высочайшей плотности энергии для создания лазерного сварного шва. Сфокусированный лазерный луч расплавляет и выпаривает подложку. Давление пара смещает расплавленный металл и создает глубокое и узкое сквозное проплавление. По мере перемещения лазерного луча расплавленный металл обтекает сквозное проплавление и затвердевает, образовывая на своем пути глубокий узкий шов.

Типы металлов

Нержавеющие стали Углеродистые стали Золото и серебро Алюминий
Инструментальные стали Никелевые сплавы Латунь и медь Титан
Волоконные лазеры сейчас широко используются в сварке разнообразных тонких материалов. Длина волны 1070 нм в ближнем инфракрасном диапазоне спектра имеет определенные преимущества над существующей технологией на базе углекислотных лазеров из-за более низкой отражательной способности металлов на этой длине волны. Это особенно актуально для металлов с высокой отражательной способностью, например алюминия и меди, где высокомощные волоконные лазеры используются для сварки до 15 мм — ранее такую толщину невозможно было достичь при использовании других типов лазеров. Для использования волоконных лазеров с высокой средней мощностью и относительно небольшими размерами пятна для сварки толстых металлов требуется использовать способ, известный как сварка с проплавлением в узкую разделку. Узкая разделка обеспечивает глубокое проплавление и качественный шов на высокой скорости. Это означает меньшую чувствительность к положению фокуса, которая значительно повышает легкость, с которой высокое качество сварных швов может быть достигнуто. Другие примеры волоконной лазерной сварки толстых металлов включают глубокопроникающую сварку толстой стали для судов и трубопроводов.

Лазерная сварка зачастую является идеальным решением соединения металлов, для которых требуется высокая скорость обработки, низкое тепловложение, зона измененной структуры металла и минимальные поводки. За счет хорошего качества пучка волоконных лазеров киловаттного класса в диапазоне от средней до высокой мощности представлен широкий спектр механизмов для лазерной сварки от узким разделки с высоким соотношением ее сторон до сварки малых толщин. Эрбиевые непрерывные волоконные лазеры с низкой и средней мощностью (до 1 кВт) используются для сварки разнообразных тонких листовых материалов толщиной до 1,5 мм на высокой скорости.

Эрбиевые непрерывные волоконные лазеры с низкой и средней мощностью возможно фокусировать в маленькие пятна с помощью гальваносканеров и технологических линз с большим фокусным расстоянием, что обеспечивает удаленную лазерную сварку. Существует много преимуществ использования технологических линз с большим фокусным расстоянием и большой степенью центрирования, поскольку это значительно увеличивает рабочую зону. Например, отдельные сварочные станции, оборудованные волоконными лазерами, могут полностью сваривать дверную панель. При использовании роботов швы внахлест могут выполняться на всем корпусе автомобиля. Другие области применения: герметичная сварка аккумуляторных батарей и герметичных уплотнений.

Волоконные лазеры квазинепрерывного излучения с модуляцией добротности обеспечивают возможность импульсной лазерной сварки с высокой пиковой и низкой средней мощностью для работы в условиях низкого подвода тепла. Доставка импульса через волокно обеспечивает легкую интеграцию в обычные прямые оптические сварочные или гальванометрические головки. Для типичной точечной сварки могут использоваться любые из вышеназванных прямых оптических головок для сварки медицинского оборудования, например кардиостимуляторов. Способ доставки излучения на основе гальванометра можно использовать для высокоскоростной точечной сварки корпусов мобильных телефонов и планшетов, бритвенных лезвий или подкапотных автомобильных компонентов.