Princip tehnologije laserskog zavarivanja

Lasersko zavarivanje se može postići kontinuiranim ili impulsnim laserskim zrakama. Princip laserskog zavarivanja može se podijeliti na zavarivanje provodljivošću topline i lasersko zavarivanje dubokog prodiranja. Kada je gustina snage manja od 104~105 W/cm2, to je zavarivanje provodljivošću topline, u kojem je dubina topljenja plitka, a brzina zavarivanja mala; kada je gustina snage veća od 105~107 W/cm2, metalna površina se zagrijava i udubljuje u "rupu", formirajući zavarivanje dubokog prodora, koje ima karakteristike velike brzine zavarivanja i velikog omjera dubine i širine.
Među njima, princip laserskog zavarivanja s provodljivošću topline je: lasersko zračenje zagrijava površinu koja se obrađuje, a površinska toplina difundira u unutrašnjost kroz vođenje topline. Kontrolom laserskih parametara kao što su širina, energija, vršna snaga i frekvencija ponavljanja laserskog impulsa, radni komad se topi da bi se formirao specifičan rastopljeni bazen.
Mašina za lasersko zavarivanje koja se koristi za zavarivanje zupčanika i metalurško zavarivanje tankih ploča uglavnom uključuje lasersko zavarivanje dubokog prodora.
Lasersko zavarivanje dubokog prodiranja općenito koristi kontinuirani laserski snop za završetak spajanja materijala. Njegov metalurški fizički proces je vrlo sličan zavarivanju elektronskim snopom, odnosno mehanizam konverzije energije je dovršen kroz strukturu "ključna rupa". Pod laserskim zračenjem dovoljno velike gustine snage, materijal isparava i formira ključaonicu. Ova mala rupa ispunjena parom djeluje poput crnog tijela, apsorbira gotovo svu energiju upadnog snopa. Ravnotežna temperatura u šupljini rupe dostiže oko 2500 stepeni [1]. Toplota se prenosi sa vanjskog zida ove visokotemperaturne šupljine rupe, topi metal koji okružuje šupljinu rupe. Mala rupa je ispunjena parom visoke temperature koja nastaje kontinuiranim isparavanjem materijala zida pod zračenjem zraka. Četiri zida male rupe okružuju rastopljeni metal, a tekući metal je okružen čvrstim materijalima (u većini konvencionalnih procesa zavarivanja i laserskog provodljivog zavarivanja, energija se prvo taloži na površini obratka, a zatim prenosi u unutrašnjost) . Protok tečnosti izvan zida rupe i površinski napon sloja zida održavaju dinamičku ravnotežu sa pritiskom pare koji se neprekidno stvara u šupljini rupe. Zraka neprekidno ulazi u malu rupu, a materijal izvan male rupe kontinuirano teče. Kako se snop kreće, mala rupa je uvijek u stabilnom stanju protoka. To jest, mala rupa i rastopljeni metal koji okružuje zid rupe pomiču se naprijed brzinom vodećeg snopa. Otopljeni metal ispunjava prazninu koja je ostala nakon uklanjanja male rupe i kondenzira se, te se formira zavar. Svi gore navedeni procesi odvijaju se tako brzo da brzina zavarivanja lako može doseći nekoliko metara u minuti.