293 (7)

12.49.    Co to jest laser?

Laser jest generatorem monochromatycznego, skolimowane-go, koherentnego światła o dużej mocy, dochodzącej obecnie do 2-10** kW. Pierwszy laser impulsowy został pokazany w 1960 r. Przełomem w zastosowaniu laserów do obróbki metali było zbudowanie laserów molekularnych COj mających znacznie większą moc i mogących pracować w sposób ciągły. Sposób impulsowy nagrzewania polega na kolejnym wytwarzaniu impulsów, z których każdy wywołuje określony efekt w metalu. Czas działania impulsu jest bardzo krótki i wynosi ok. 1,5 ms. Sposób ciągły polega na nieprzerwanym generowaniu promieniowania i jego działaniu na metal, przez to czas oddziaływania jest znacznie dłuższy (ok. 100 ms). Wiązka promieniowania może być skanowana lub metal przemieszcza się pod wiązką z odpowiednią prędkością. Do obróbki metali wystarczą lasery o mocy rzędu 0,5+10 kW, umożliwiające uzyskanie gęstości mocy 10*+10* W/cm², przy której następuje przetopienie bez ubytku masy. Przy mniejszej gęstości mocy następuje tylko nagrzewanie poniżej temperatury topnienia, a przy większej odparowanie metalu.

Uwaga. Nazwa laser powstała z pierwszych liter angielskiej nazwy: „Light Amplification by Stimulated Emission of Ra-diation" {wzmocnienie światła przez wymuszoną emisję promie-niowania).

12.50.    Do jakich celów stosuje się lasery w zakresie obróbki metali?

Główne zastosowania laserów są następujące:

1.    drążenie bardzo małych otworów (mikronowych średnic), nawet w supertwardych materiałach, o bardzo wysokiej temperaturze topnienia,

2.    grawerowanie,

3.    cięcie wyrobów o znacznej grubości,

4.    gięcie i kształtowanie.

5.    spawanie,

6.    obróbka cieplna (hartowanie z przetapianiem powierzchni lub bez),

7.    obróbka cieplno-chemiczna metali przez wtapianie innych pierwiastków (tzw. stopowanie laserowe).

Największe zastosowanie znalazły lasery przy cięciu i spawaniu, ale z metaloznawczego punktu widzenia najbardziej interesujące są dwa ostatnie zastosowania.