Если поверхность какого-либо физического тела облучить светом энергии квантов (порциями), то свет поглотится этой поверхность на 100%, полностью. При попадании света на тело можно наблюдать процесс образования теплоты и довольно существенного повышения температуры поверхности самого тела. Если же каким бы то ни было образом, энергию света удаётся сконцентрировать на очень маленьком участке поверхности, то можно получить очень высокую температуру. Именно на этом и основана сварка световым лучом оптического квантового генератора – лазера. Что такое лазер?
Само слово «лазер»образовалось от первых букв английской фразы»: "Light amplification by the stimulated emission of radiation", что в вольном переводе означает примерно следующее: "Усиление света посредством индуцирования эмиссии излучения". Некоторые ученые дают такую формулировку явления лазерного луча. Они говорят о том, что лазер – это устройство, в котором какой-либо вид энергии (тепловая, химическая или электронная) преобразуется в энергию электромагнитного поля в лазерный луч. При таком процессе происходит неизбежная потеря энергии, но главное то, что полученная энергия, в результате обладает несравненно более высоким качеством. А качество лазерной энергии определяется ее высокой концентрацией и возможностью передать ее на как можно более большое расстояние.
Основной элемент лазера – это генератор накачки, а также активная среда. По виду активных сред лазеры различают на твердотельные, газовые и на полупроводниковые. Как правило, конструкция типичного газового лазера состоит из заполненной газом трубки, которая ограничена с двух сторон строго параллельными зеркалами. Они в свою очередь бывают прозрачными и непрозрачными. Благодаря электрическому разряду, который возникает между электродами трубки, возникают быстрые электроны, возбуждающие газовые молекулы. После возвращения этих молекул в стабильное состояние, происходит образование кванты света примерно по такой же схеме, как и в твердотельном лазере. Интересен тот факт, что газовые лазеры могут спокойно продолжать свою работу в непрерывном режиме. Для, например, лазерной сварки кузова автомобиля используют, как правило, твердотельные, а также газовые лазеры импульсного непрерывного действия.
Вообще, для получения высокопрочной сварки кузова автомобиля, лазерная сварка походит как нельзя лучше, так как она представляет собой полностью автоматический процесс. Этот факт особо важен при соединении внешних панелей кузова. Ведь там требуется не только чистый сварочный шов, но еще и как можно более меньший перехлест панелей. Плюс ко всему, понятно, также нужна и высочайшая прочность лазерной сварки.
Преимущества лазера.
По сравнению с другими видами сварки последующая чистовая обработка просто минимальна. Взять, например, автомобили немецкого концерта Volkswagen. Благодаря лазерной сварке, на машинах этого автопроизводителя боковые панели кузова соединяются с порожками и с верхней частью стоек кузова. Давайте более подробно отметим еще и преимущества лазерной сварки для кузова автомобиля. Итак, одним из первых, и, определенно, самым главным является то, что такой вид сварки обладает очень малой деформацией. Что как нельзя кстати, особенно в конструкциях автомобилей. Помимо этого, лазерный шов нуждается лишь в минимальной последующей обработке, что положительным образом сказывается на финансовых затратах, которые в любом случае довольно ощутимо ударят по вашему карману, если вы предпочтете обычной сварке лазер. Герметичность шва, которую дает лазер, чрезвычайно велика. Это особенно полезно, если он используется в морской или авиационной промышленности для сварки каких бы то ни было элементов кораблей или самолетов. Далее, если вы приступите к покраске кузова автомобиля, или какой-либо другой детали, лазерная сварка оставляет после себя очень хорошее состояние поверхности, для последующей покраски. Это также сэкономит вам деньги на разного рода подготовительных этапах, которые обычно производят специалисты перед тем, как красить либо весь кузов, либо какую-то его часть. Высокая прочность шва после такого вида сварки гарантирует вам долговечность использования деталей вашего автомобиля.
Материал панелей расплавляется лазерным лучом. Панели сваривают друг с другом, при этом есть возможность, если возникает такая необходимость, добавить в материал сварочной проволоки. Если в процессе работ использовать сварочную проволоку, то свариваемый шов защищается инертным газом. Делается этого для того, чтобы предотвратить химическую реакцию металла с элементами окружающего воздуха. Характерно, что лазерная сварка используется только для сварки стальных деталей, именно поэтому отпадает необходимость в защите от коррозии (в том числе контактной). В противном случае использовались бы обычные методы защиты от коррозии, которые широко используют знающие специалисты.
Например, Audi применяют такой метод при изготовлении кузовов модели А2. И, как уже говорилось выше, преимущественно при соединении больших по площади деталей из листового железа, в структуру кузова которых входят чугунные и профильные детали. Интересно, что в целом на модели А2 в структуре кузова почти тридцать метров лазерных сварных соединений! Но это того стоит, ведь лазерная сварка даёт уменьшение рабочего труда, которое обычно требуется на подобные виды работ. Кроме того, она дает очень точный разрез, позволяется существенно повысить качество сборки, а также обладает высокой гибкостью, что тоже немаловажно.
Теперь вы знаете все о лазерной сварки кузова автомобиля, что необходимо знать простому автолюбителя.
