Лазерне зварювання - це процес, який використовується для з’єднання металів або термопластів за допомогою лазерного променя для формування зварного шва. Будучи таким концентрованим джерелом тепла, у тонких матеріалах лазерне зварювання може виконуватися з високою швидкістю зварювання в метри в хвилину, а в більш товстих матеріалах може створювати вузькі, глибокі зварювальні шви між квадратними краями.
Лазерне зварювання працює в двох принципово різних режимах: зварювання з обмеженою провідністю та зварювання замкової щілини. Режим взаємодії лазерного променя із зварюваним матеріалом залежатиме від щільності потужності пучка, що потрапляє на заготовку.
Зварювання з обмеженою провідністю відбувається, коли щільність потужності зазвичай менше 105 Вт / см2. Лазерний промінь поглинається лише на поверхні матеріалу і не проникає в нього. Тоді зварні шви з обмеженою провідністю часто мають високе співвідношення ширини та глибини.
Лазерне зварювання, як правило, здійснюється за допомогою більш високої щільності потужності за допомогою замкового механізму. Коли лазерний промінь фокусується на досить малому місці, щоб отримати щільність потужності, як правило,> 106-107 Вт / см2, матеріал на шляху променя не тільки плавиться, але і випаровується, перш ніж значна кількість тепла може бути відведена провідністю. Потім сфокусований лазерний промінь проникає до заготовки, утворюючи порожнину, звану' замкову щілину', заповнену парою металу (яка в деяких випадках може навіть іонізуватися, утворюючи плазму).
Ця пара або плазма, що розширюється, сприяє запобіганню руйнуванню розплавлених стінок замкової щілини в цій порожнині.
Крім того, приєднання лазерного променя до заготовки значно покращується утворенням цієї замкової щілини. Потім досягається зварювання глибоким проникненням, пересуваючи замкову щілину вздовж зварного з'єднання або переміщуючи з'єднання відносно лазерного променя. Це призводить до зварних швів з високим відношенням глибини до ширини.
Під дією поверхневого натягу частина розплавленого матеріалу на передньому краї замкової щілини обтікає навколо порожнини замкової щілини назад, а потім охолоджується і застигає, утворюючи зварний шов. Це призводить до зварного ковпачка з шевроновим малюнком, спрямованим назад до початкової точки зварного шва.
