Laser on kontsentreeritud valgusenergia kiir, mis tekib kindlal lainepikkusel. Looduses esineb valgus mitmel lainepikkusel, alates väga lühikestest (röntgeni- ja gammakiired) kuni väga pikkadeni (raadiolained). Inimesed näevad nähtavat ehk nn valget valgust ainult lainepikkustel umbes 430–690 nanomeetrit (nm). Laserkiir on võimendatud valgusenergia kontsentratsioon kindlal lainepikkusel. See on koherentne valgus, mis võimaldab fokuseerida kitsale kohale ja edastada kitsast kiirt pikkade vahemaade taha. Sõna laser on lühend, mis tähistab valguse võimendamist stimuleeritud kiirgusemissiooni abil.
Laserkeevitaja tööpõhimõte
Rubiinikristalli sisse tekitatakse laserkiir. Rubiinikristall on valmistatud alumiiniumoksiidist, millesse on hajutatud kroom. See moodustub umbes 1/2000 kristalli, see on vähem kui naturaalne rubiin. Hõbetatud peeglid on kristalli mõlemale küljele paigaldatud. Peegli ühel küljel on pisike auk, millest tuleb välja kiir.
Rubiinikristalli ümber asetatakse välgutoru, mis on täidetud ksenoongaasiga. Välgatus on spetsiaalselt konstrueeritud nii, et selle välgatuskiirus on umbes tuhat välgatust sekundis.
Elektrienergia muundatakse valgusenergiaks, seda teeb välklamp.
Kondensaator on ette nähtud elektrienergia salvestamiseks ja välklambi nõuetekohaseks toimimiseks kõrgepingega varustamiseks.
Kondensaatorist ja ksenoonist väljuv elektrienergia muudab suure energia valgeks välguks kiirusega 1/1000 sekundis.
Rubiinikristallide kroomi aatomid ergastuvad ja pumbatakse kõrge energiani. Soojuse tekkimise tõttu läheb osa sellest energiast kaotsi. Kuid osa valgusenergiast peegeldub peeglist peeglisse ja kroomi aatomid ergastuvad, kuni kaotavad samaaegselt oma lisaenergia, moodustades kitsa koherentse valgusvihu. See tuleb välja kristalli peegli ühes otsas oleva pisikese augu kaudu.
See kitsas kiir fokuseeritakse optilise fokuseerimisläätse abil, et tekitada töödeldavale detailile väike intensiivne laserkiir.
Laserkiired muutuvad materjaliga suheldes
Materjali laserenergia neeldumine varieerub mitmete tegurite, näiteks lainepikkuse, materjali paksuse, kristallilise struktuuri, materjali lisandite, molekulaarstruktuuri ja muu põhjal. Protsess kasutab nende materjali omaduste ja laseri eeliseid, et luua side kahe plastmaterjali vahel – üks, mis edastab laserenergiat, ja teine, mis seda neelab.
Kui laserkiir puutub kokku mis tahes materjaliga, näiteks plastikuga, siis see kas läbib, peegeldub või neeldub, olenevalt lainepikkusest ja materjali koostisest. Enamikul materjalidel esinevad mingil määral kõik kolm efekti, kuid erinevates proportsioonides. Materjal võib olla nähtava spektri valguse suhtes optiliselt läbipaistev ja infrapunalaseri suhtes väga neelav või meie silmadele läbipaistmatu, kuid infrapunalaseri suhtes läbipaistev.
Laserkeevitajate mehaanikud
Laserkeevitus on protsess, mille käigus tekitatakse materjalide koalestsents kontsentreeritud koherentse valgusvihu rakendamisel ühendatavatele pindadele tekkiva soojuse abil.
See saavutatakse järgmiste etappide kaudu:
1. Laserkiire vastastikmõju töödeldava materjaliga.
2. Soojusjuhtivus ja temperatuuri tõus.
3. Sulamise aurustamine ja ühendamine: Laserkiire kasutamisel keevitamiseks langeb elektromagnetiline kiirgus põhimetalli pinnale sellise energiakontsentratsiooniga, et pinna temperatuur on sulanud aur ja moodustuvad allpool oleva metalli sulad.
