7.1.5. Сварка лазерным лучом (рис. 7.

5). При сварке лазерным лучом источником тепловой энергии служит сконцентрированный световой луч, получаемый в специальных установках, называе­мых лазерами. В настоящее время основное применение имеют рубиновые лазеры с искусственным рубином.

Такой лазер состоит из цилиндрического рубинового стержня 1, ксеноновой лампы 2, охлаж­дающей системы 3 и линзы 4. Торцы стержня отполированы и посеребрены. Торец, служащий для выхода наружу светового луча, частично прозрачен. При вспышке ксеноновой лампы, питаемой раз­рядным током конденсаторов, атомы хрома рубинового кристалла переходят из нормального состоя­ния в возбужденное. Однако через несколько миллисекунд они снова возвращаются в исходное со­стояние, излучая фотоны монохроматического красного света. Их поток вдоль оси стержня вызывает излучение новых фотонов, которые попеременно отражаются от зеркальных торцовых граней, увели­чивая этим интенсивность общего излучения. При накоплении определенного уровня фотонов они, в виде потока красного света, прорываются через полупрозрачный торец стержня наружу. Пройдя че­рез линзу 4, сфокусированный пучок 5 попадает на заготовку 6. Продолжительность импульса излу­чения лазерного луча равна тысячным и миллионным долям секунды.

235

Рис. 7.5. Схема сварки

световым лазерным лучом:

1 - рубиновый стержень, 2 - ксеноновая

лампа, 3 - охлаждающая система, 4 -

линза, 5 - луч, 6 - заготовка

Точечной сваркой лазерного луча можно сваривать различные металлы толщиной до 0,5 мм. Его применяют также для получения отверстий в твердых сплавах, тугоплавких металлах, алмазах, рубинах и др. материалах.

7.1.6. Плазменно-дуговая сварка. Электронной плазмой называют ионизированный газ, со­стоящий из нейтральных атомов и молекул, ионов и электронов. Для получения плазменного пламе­ни через электрическую дугу (рис. 7.6), горящую между анодом (+) и катодом (-), пропускают поток газа. Сжатый в сопле 3 газ, под воздействием электрической дуги, ионизируется и превращается в плазму с температурой 20 000-30 000º С. Различают плазменную дугу прямого и косвенного дейст­вия.

236

Рис. 7.6. Схемы горелок для плазменной наплавки: 1 — электрод, 2 — мундштук для подводки тока,  3 - сопло,  4а -электрическая дуга, 4б - пламя горелки, 5 - заготовка

Дуга прямого действия (рис. 7.6, а) горит между вольфрамовым электродом 1 (катод) и изде­лием 5 (анод). Температура такой дуги достигает 20 000-30 000º С.

Дуга косвенного действия (рис. 7.6, б) горит между вольфрамовым электродом 1 и медным соплом 3. Температура пламени горелки 4 достигает 15 000º С и выше. Ток к вольфрамовому элек­троду подводят через мундштук 2, а к корпусу горелки - вблизи сопла. В качестве плазмообразующе-го газа для сварки используют, главным образом, аргон.

Плазменной дугой сваривают углеродистые и легированные стали, тугоплавкие и цветные металлы, а также неметаллические материалы толщиной от нескольких десятков микрометров и вы­ше. Швы, полученные плазменной сваркой, отличаются малой зоной термического влияния.