Lāzers ir koncentrētas gaismas enerģijas stars, kas ģenerēts noteiktā viļņa garumā. Dabā gaisma pastāv dažādos viļņu garumos, sākot no ļoti īsiem (rentgena un gamma stari) līdz ļoti gariem (radioviļņi). Cilvēki var redzēt redzamo jeb "balto gaismu" tikai aptuveni 430–690 nanometru (nm) viļņu garumā. Lāzera stars ir pastiprināta gaismas enerģijas koncentrācija noteiktā viļņa garumā. Tā ir koherenta gaisma, kas ļauj fokusēties uz šauru punktu un šauru staru kūli lielos attālumos. Vārds "lāzers" ir akronīms, kas apzīmē gaismas pastiprināšanu ar stimulētas starojuma emisijas palīdzību.
Lāzera metināšanas darba princips
Rubīna kristāla iekšpusē tiek radīts lāzera stars. Rubīna kristāls ir izgatavots no alumīnija oksīda, kurā ir izkliedēts hroms. Kas veidojas apmēram 1/2000 kristāla, šis mazāk nekā dabīgais rubīns. Sudraba pārklājuma spoguļi ir ievietoti kristāla abās pusēs. Spoguļa vienā pusē ir mazs caurums, caur kuru izplūst stars.
Ap rubīna kristālu, kas ir piepildīts ar ksenona inerto gāzi, ir novietota zibspuldzes caurule. Zibspuldze ir īpaši izstrādāta tā, lai tās uzliesmošanas ātrums būtu aptuveni tūkstoši uzplaiksnījumu sekundē.
Elektriskā enerģija tiek pārveidota gaismas enerģijā, to nodrošina zibspuldzes lampa.
Kondensators ir paredzēts elektroenerģijas uzglabāšanai un augstsprieguma padevei zibspuldzes lampai, lai nodrošinātu pareizu darbību.
No kondensatora un ksenona izlādētā elektriskā enerģija pārveido augsto enerģiju baltā zibšņa gaismā ar ātrumu 1/1000 sekundē.
Rubīna kristālu hroma atomi tiek ierosināti un sūknēti uz augstu enerģiju. Siltuma ģenerēšanas dēļ daļa no šīs enerģijas tiek zaudēta. Taču daļa gaismas enerģijas atstarojas no spoguļa uz spoguli, un atkal hroma atomi tiek ierosināti, līdz vienlaikus zaudē savu papildu enerģiju, veidojot šauru koherentas gaismas staru kūli. Tas izplūst caur kristāla spoguļa mazo caurumu vienā galā.
Šo šauro staru fokusē optiskā fokusēšanas lēca, lai uz sagataves radītu nelielu, intensīvu lāzera staru.
Lāzera stari mainās, mijiedarbojoties ar materiālu
Materiāla lāzera enerģijas absorbcija mainās atkarībā no vairākiem faktoriem, piemēram, viļņa garuma, materiāla biezuma, kristāliskās struktūras, materiāla piedevām, molekulārās struktūras un citiem. Process izmanto šo materiāla īpašību un lāzera priekšrocības, lai izveidotu saiti starp diviem plastmasas materiāliem — vienu, kas pārraida lāzera enerģiju, un otru, kas to absorbē.
Kad lāzera stars saskaras ar jebkuru materiālu, piemēram, plastmasu, tas vai nu tiek pārraidīts, atstarots, vai absorbēts atkarībā no saskaramā materiāla viļņa garuma un sastāva. Lielākā daļa materiālu uzrāda zināmu daļu no visiem 3 efektiem, bet dažādās proporcijās. Materiāls var būt optiski dzidrs redzamā spektra gaismai un ļoti labi absorbējošs infrasarkanajam lāzeram, vai arī necaurspīdīgs mūsu acīm, bet caurspīdīgs infrasarkanajam lāzeram.
Lāzera metināšanas mehāniķi
Lāzermetināšana ir process, kurā materiālu koalescence rodas, siltumā iedarbojoties uz savienojamām virsmām, izmantojot koncentrētu koherentu gaismas staru.
Tas tiek panākts, izmantojot šādas fāzes:
1. Lāzera stara mijiedarbība ar sagataves materiālu.
2. Siltuma vadīšana un temperatūras paaugstināšanās.
3. Kušanas iztvaikošana un savienošana: Izmantojot lāzera staru metināšanai, elektromagnētiskais starojums iedarbojas uz pamatmetāla virsmu ar tādu enerģijas koncentrāciju, ka virsmas temperatūra ir izkususi tvaiki un veidojas zemāk esošā metāla kausējumi.
