Зварювання лазерним променем
Вчені Н. Басов, А. Прохоров ( СРСР ) І Ч. Таунс ( США ) Були удостоєні Нобелівських премій в 1964 р за створення оптичних квантових пристроїв, за допомогою яких отримують енергію у вигляді узконаправленного і одноколірного лазерного променя.
В даний час використовують лазери чотирьох типів:
1) твердий, 2) газовий, 3) рідкий і 4) полупроводнікорий.
Основний принцип роботи всіх типів лазера однаковий. Лазерна установка складається з одного, двох, трьох і більше джерел світла високої інтенсивності, змонтованих усередині камери з рубіновим стрижнем (наприклад, з рожевого рубіна, що складається з окису алюмінію і домішки хрому до 005%). На кінцях рубінового стрижня є паралельні дзеркала. Одне дзеркало має відбивну здатність 100%, інше - менше 100% з отвором для виходу променя.
При роботі біле світло високої інтенсивності, що випускається джерелом світла, поглинається рубіновим стрижнем. Пульсуюче світло продовжує «нагнітати» енергію в стрижень до тих пір, поки не досягне «порога» (максимальне насичення світловий енергією рубінового стрижня); тоді починається розвантаження - випускання з рубінового стрижня короткого імпульсу нової енергії у вигляді червоного світла через отвір в частково відбиває дзеркалі. Після кожного випускання стрижнем променя енергія в стрижні падає; знову починається нагнітання і цикл повторюється. Кожен цикл вимірюється мікросекундами. Хвиля вихідного (випускається) променя може збігатися з падаючою хвилею білого світла і цим посилити випромінювання. Посилення світла за допомогою вимушеного випромінювання і носить назву «Лазер».
При великому навантаженні на кристал і на лампи необхідно їх охолоджувати, так як нагрів кристала негативно позначається на роботі лазера. Для охолодження використовують переважно рідкі гази, наприклад азот і гелій.
Промінь лазера, що виходить, наприклад, з рубінового кристала, фокусується оптичною лінзою в пляма діаметром від 001 до 01 мм. Щільність теплової енергії в плямі тієї ж величини, що і в електронному промені, незалежно від того, чи знаходяться на шляху променя повітря, інертний газ, скло або інші прозорі речовини, або вакуум.
Лазерний промінь застосовується в мікроелектроніці для зварювання дроту малих діаметрів і плоских висновків. Цей вид зварювання можна використовувати в атмосфері, вакуумі і в захисних газах, для зварювання рідкісних і дорогоцінних металів.
Успішно і досить широко застосовується різання лазерним променем (з піддувом киснем, повітрям або аргоном), причому не тільки металів, але і неметалічних матеріалів: дерево, кераміка, скло, асбоцемент, гума. Товщини металів, що розрізають лазерним променем, складають: м'які стали - до 10 мм, леговані сталі - до 6 мм, нікелеві сплави - до 5 мм, тантал і ніобій - до 3 мм.