Лазерная сварка. 4

Министерство образования  и науки Российской Федерации

ФГАОУ «Уральский Федеральный  Университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"

 

Механико-машиностроительный институт

 

 

Кафедра «Технологии машиностроения»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент:       Коровин С.С.

Группа:        М-300601

Преподаватель:       Смагин А.С.

 

 

 

 

Екатеринбург

2012

 

Аннотация

 

Тема реферата - «Лазерная  сварка». Шалимов М.П. Объем работы 19 стр., рисунков - 7шт; 3 источника информации.

Ключевые слова: оптический квантовый генератор (ОКГ), лазер, лазерное излучение, импульсивный режим, сквозное и с частичное проплавление, форма сварочной ванны,

В первом пункте данной работы представлена историческая информация о лазерной сварке, об основных открытиях, а также об устройстве лазера.

Во втором пункте рассказывается о сущности работы,основных преимуществах сварки лазерным лучом. Даны основные понятия, также приведены схемы устройства различных видов лазера.

В третьем пункте рассмотрены технические особенности процесса лазерной сварки. Приведены схемы соединения деталей разной толщины, а также схемы сварочной ванны и схемой защитных сопел.

В четвертом пункте  рассказывается технологии лазерной сварки. Приводятся основные параметры импульсной лазерной сварки.

В пятом пункте реферата  рассмотренаобласть применения лазерной сварки и целесообразности ее использования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение_______________________________________________________4

 

1. История лазерной сварки_______________________________________5

 

2. Сущность и основные преимущества сварки лазерным лучом________7

 

 

3. Технологические особенности процесса лазерной сварки___________9

 

4. Технология лазерной сварки___________________________________16

 

 

5. Применение лазерной сварки__________________________________17

 

Заключение______________________________________________________18

 

Список литературы________________________________________________19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Развитие машиностроения и приборостроения неразрывно связано с разработкой и внедрением прогрессивных технологических процессов, основанных на новейших достижениях науки и техники. К числу таких процессов принадлежит лазерная обработка материалов.

Процессы лазерной технологии относительно просты в осуществлении, легко управляемы, а высокая пространственно-временнаялокализованностьизлучения и отсутствие механического воздействия пучка лазера на объект обработки позволяют реализовать различные уникальные операции: сварку, резку, скрайбирование, поверхностное упрочнение и другие операции, осуществляемые на легко деформируемых изделиях и деталях, в том числе и вблизи теплочувствительных элементов.

Однако широкое использование  лазеров в промышленности и, в  частности для сварки, зависит  от решения ряда проблем, к которым в первую очередь следует отнести необходимость разработки высококачественных и производительных процессов, удовлетворяющих условиям их автоматизации с управлением от ЭВМ. Производительность и технологические возможности лазеров, особенно при сварке энергоемких металлов, ограничиваются относительно низким КПД процесса. При лазерной сварке многих изделий машино- и приборостроения возникает проблема загрязнения изделия частицами свариваемых металлов. В данной работе мы рассмотрим технологию, применение и принцип действия лазерной сварки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. История лазерной сварки

 

Свет, как и любые другие виды электромагнитных колебаний, обладает большим запасом энергии, применение которой для сварки возможно только при высокой ее концентрации на небольшой  площади. Практически впервые установка  для сварки и пайки сфокусированной  лучистой энергией была разработана  в Московском авиационном институте  под руководством профессора Г.Д. Никифорова. В качестве источника света была использована дуговая ксеноновая лампа. Свет концентрировали с помощью  специальной оптической системы, состоящей  из зеркал и увеличительных стекол. Однако мощность установки была небольшой  и пригодной только для сварки тонкого металла.

Значительно увеличить концентрацию светового излучения удалось  путем создания оптических квантовых  генераторов (ОКГ) – лазеров. Лазер  создает мощный импульс монохроматического излучения за счет возбуждения атомов примеси в кристалле или в  газах. Среди известных в настоящее  время источников энергии, используемых для сварки, лазерное излучение обеспечивает наиболее высокую ее концентрацию до 1011 Вт/см2. Такие высокие значения концентрации энергии определяются уникальными характеристиками лазерного  излучения, в первую очередь его  монохроматичностью и когерентностью. В таких условиях все известные  материалы не только плавятся, но и  испаряются.

Лазерное излучение легко  передается с помощью оптических систем в труднодоступные места, может одновременно или последовательно  использоваться на нескольких рабочих  постах. Оптические системы транспортировки  и фокусировки лазерного излучения  создают возможность легкого  и оперативного управления процессом  сварки. На лазерный луч не влияют магнитные  поля свариваемых деталей и технологической  оснастки.

Первые сообщения о  лазерной сварке металлов относятся  к 1962 г. В нашей стране публикации об этом способе соединения металлов появились на год позже. Первоначально  использовались твердотельные рубиновые  лазеры. На их базе были разработаны  первые лазерные установки СУ-1, К-3М, УЛ-2 и УЛ-20, предназначенные для  сварки и обработки материалов. Первые три из них имели максимальную энергию излучения не выше 2 Дж. Длительность импульса изменялась дискретно от 0,5 до 8 мс. Эти установки предназначались  для сварки металлов толщиной 0,1–0,2 мм.

Установка УЛ-20 имела энергию  излучения до 20 Дж и применялась  для сварки металлов толщиной 0,5–1,0 мм. К сожалению, качество сварных  соединений, получаемых с помощью  указанных установок, было низким и  нестабильным. Одной из причин этого  была неудовлетворительная воспроизводимость  режимов сварки на разных установках одного типа. Как показали исследования, это было связано с неоднородностью  распределения показателя преломления в стержнях активной среды. К тому же оно индивидуально для каждого стержня.

Степень неоднородности активного  стержня обуславливала низкую воспроизводимость  режимов сварки за счет пространственно-временной  неравномерности теплового потока.

Рис. 1. Принципиальная схема лазера: 1 – зеркало резонатора; 2 – рабочее тело; 3 – лампы накачки;

 

Экспериментальные исследования, выполненные в 1966 – 1969 гг., показали, что для обеспечения равномерности  теплового потока в ОКГ сварочных  установок необходимо применять  устойчивый сферический резонатор. Использование сферического резонатора ослабляет влияние на генерацию  излучения неоднородности показателя преломления активной среды и  устраняет временную неравномерность  освещения в пятне нагрева.

 

В дальнейшем именно такие  схемы были использованы для создания установок лазерной обработки материалов. В настоящее время в технологических  лазерах применяются твердотельные  и газовые излучатели. В твердотельных  лазерах в качестве рабочего тела используются активные элементы из рубина, стекла с присадками ионов неодима, алюмоиттриевого граната с неодимом.

В настоящее время лазерная сварка применяется для создания конструкций из сталей, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Ей отдается предпочтение при необходимости  получения прецизионных конструкций, форма и размеры которых практически  не должны изменяться в результате сварки, а также при производстве крупногабаритных конструкций малой  жесткости с труднодоступными швами.

Высокая плотность энергии  лазерного излучения, передаваемая аномально малой площади воздействия, позволила создать в 70-е гг. ХХ в. и новый способ резки материалов.

 

 

 

 

 

 

 

2. Сущность и основные преимущества сварки лазерным лучом

 

Лазерное излучение (ЛИ) —  это вынужденное монохроматическое излучение широкого диапазона длин волн от единиц нанометров до десятков и сотен микрометров.

При облучении поверхности  тела светом энергия квантов (порций) света поглощается этой поверхностью. Образуется теплота, температура поверхности  повышается. Если световую энергию  сконцентрировать на малом участке  поверхности, можно получить высокую  температуру. На этом основана сварка световым лучом оптического квантового генератора - лазера.

Термин "лазер" происходит от первых букв английской фразы: "Lightamplificationbythestimulatedemissionofradiation", что означает в переводе: "Усиление света посредством индуцирования  эмиссии излучения". Академик Н.Г. Басов, удостоенный в 1964 г. совместно  с академиком А.М.Прохоровым и американским ученым Ч.Таунсом Нобелевской премии за теоретическое обоснование и  разработку лазеров, так характеризует  лазер: "Это устройство, в котором  энергия, например тепловая, химическая, электрическая, преобразуется в  энергию электромагнитного поля - лазерный луч. При таком преобразовании часть энергии неизбежно теряется, но важно то, что полученная в  результате лазерная энергия обладает несравненно более высоким качеством. Качество лазерной энергии определяется ее высокой концентрацией и возможностью передачи на значительное расстояние".

Основные элементы лазера - это генератор накачки и активная среда. По активным средам различают  твердотельные, газовые и полупроводниковые  лазеры. В твердотельных лазерах (рис. 1) в качестве активной среды  чаще всего применяют стержни  из розового рубина - окиси алюминия А12О3 с примесью ионов хрома Сг3+ (до 0,05 %). При облучении ионы хрома  переходят в другое энергетическое состояние -возбуждаются и затем  отдают запасенную энергию в виде света. На торцах рубинового стержня  нанесен слой отражающего вещества (например, серебра) так, что с одного конца образовано непрозрачное, а  с другого - полупрозрачное зеркало. Излучение ионов хрома, отражаясь  от этих зеркал, циркулирует параллельно  оптической оси стержня, возбуждая  новые ионы, - идет лавинообразный процесс. Происходит бурное выделение лучистой энергии, которая излучается параллельным пучком через полупрозрачное зеркало  и фокусируется линзой в месте  сварки. Выходная мощность твердотельных  лазеров достигает 107 Вт при сечении  луча менее 1 см2. В фокусе достигается  громадная концентрация энергии, позволяющая  получать температуру до миллиона градусов.

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема твердотельного лазера:

1 - рубиновый стержень; 2 - генератор накачки; 3 - отражатель; 4 - непрозрачное зеркало; 5 - охлаждающая  среда; 6 - источник питания; 7 - полупрозрачное  зеркало; 8 - световой луч; 9 - фокусирующая  линза; 10 - обрабатываемые детали.

 

При работе в импульсном режиме существенный недостаток твердотельного лазера - низкий КПД (0,01...2,0 %). Более высокую  мощность и больший КПД обеспечивают лазеры, работающие в непрерывном  режиме, например твердотельный лазер  на алюмоит-триевом гранате, активированном атомами неодима (приблизительно 1 %). Еще более высокий КПД и  мощность у газовых лазеров. В  качестве активной среды в них  применяют чаще всего СО2 или смесь  газов, генераторами накачки могут  служить искровые разрядники или  электронный луч.

Типичная конструкция  газового лазера - это заполненная  газом трубка, ограниченная с двух сторон строго параллельными зеркалами: непрозрачным и полупрозрачным (рис. 3). В результате электрического разряда между введенными в трубку электродами возникают быстрые электроны, которые возбуждают газовые молекулы. Возвращаясь в стабильное состояние, эти молекулы образуют кванты света так же, как и в твердотельном лазере. Газовые лазеры могут работать в непрерывном режиме. Для сварки используют твердотельные и газовые лазеры импульсного и непрерывного действия.

 

 

Рис. 3. Схема газового лазера:

1 - разрядная трубка; 2 - непрозрачное  зеркало; 3 - источник питания; 4 - вакуумный  насос; 5 - полупрозрачное зеркало

 

Лазерную сварку производят на воздухе или в среде защитных газов: аргона, СО2. Вакуум, как при  электронно-лучевой сварке, здесь  не нужен, поэтому лазерным лучом  можно сваривать крупногабаритные конструкции. Лазерный луч легко  управляется и регулируется, с  помощью зеркальных оптических систем легко транспортируется и направляется в труднодоступные для других способов места. В отличие от электронного луча и электрической дуги на него не влияют магнитные поля, что обеспечивает стабильное формирование шва. Из-за высокой  концентрации энергии (в пятне диаметром 0,1 мм и менее) в процессе лазерной сварки объем сварочной ванны  небольшой, малая ширина зоны термического влияния, высокие скорости нагрева  и охлаждения. Это обеспечивает высокую  технологическую прочность сварных  соединений, небольшие деформации сварных  конструкций. Например, лазерная сварка вилки с карданным валом автомобиля по сравнению с дуговой сваркой  увеличивает срок службы карданной  передачи в три раза, потому что  более чем вдвое уменьшается  площадь сечения сварного шва, в  несколько раз -время сварки. Деформации вилки, вызывающие преждевременный  износ, практически отсутствуют.

Основные энергетические характеристики процесса лазерной сварки - это плотность Е мощности лазерного  излучения и длительность t его  действия. При непрерывном излучении t определяется продолжительностью времени  экспонирования, а при импульсном - длительностью импульса. Превышение верхнего предела Е вызывает интенсивное  объемное кипение и испарение  металла, приводящее к выбросам металла  и дефектам шва. На практике лазерную сварку ведут при Е=106...107 Вт/см2. При  Е< 105 Вт/см2 лазерное излучение теряет свое основное достоинство - высокую  концентрацию энергии. Изменение Е  и t позволяет сваривать лазерным лучом различные конструкционные  материалы с толщиной от нескольких микрометров до десятков миллиметров.

Скорость лазерной сварки непрерывным излучением в несколько  раз превышает скорости традиционных способов сварки плавлением. Например, стальной лист толщиной 20 мм электрической  дугой сваривают со скоростью 15 м/ч  за 5...8 проходов, ширина шва получается 20 мм. Непрерывным лазерным лучом  этот лист сваривается со скоростью 100 м/ч за 1 проход, получают ширину шва 5 мм. Однако лазерная сварка импульсным излучением по скорости сопоставима  с традиционными способами сварки.

 

 

 

 

3. Технологические особенности процесса лазерной сварки

 

Лазерную сварку можно  производить со сквозным и с частичным  проплавлением. Сварные швы одинаково  хорошо формируются в любом пространственном положении. При толщине свариваемых  кромок менее 0,1 мм и при сварке больших  толщин с глубоким проплавлением  по-разному происходит формирование шва и различны подходы к выбору параметров режима сварки. При сварке как непрерывным, так и импульсным излучением малых толщин используют более мягкие режимы, обеспечивающие лишь расплавление металла в стыке  деталей без перегрева его  до температуры интенсивного испарения. Сварку сталей и других относительно малоактивных металлов можно в этом случае выполнять без дополнительной защиты зоны нагрева, что существенно  упрощает технологию, тогда как сварку с глубоким проплавлением ведут  с защитой шва газом, состав которого подбирают в зависимости от свариваемого материала.

 

Основные параметры режима импульсной лазерной сварки - это энергия  и длительность импульсов, диаметр  сфокусированного излучения, частота  следования импульсов, положение фокального пятна относительно поверхности  свариваемых деталей. Длительность лазерного импульса должна соответствовать  тепловой постоянной времени для  данного материала, приближенно  определяемой по формуле:

τ = δ2/(4α),где δ и α - соответственно толщина и коэффициент температуропроводности свариваемого материала.

 

Значения τ для тонких деталей (δ = 0,1...0,2 мм) составляют несколько  миллисекунд. Соответственно длительность импульса нужно выбирать, например, для меди 0,0001...0,0005 с, для алюминия 0,0005...0,002 с, для сталей 0,005...0,008 с. При  увеличении δ более 1,0 мм τ возрастает и может значительно превосходить достижимую длительность лазерных импульсов. Поэтому лазерная сварка металлов толщиной более 1,0 мм импульсным излучением затруднена.

Диаметр сфокусированного излучения d определяет площадь нагрева и  плотность мощности Е. При сварке d изменяют от 0,05 до 1,0 мм путем расфокусировки луча. При этом фокальную плоскость, на которой сфокусированный световой пучок имеет наименьший диаметр, располагают выше или ниже поверхности  свариваемых деталей. Сварной шов  при импульсном излучении образуется наложением сварных точек с их взаимным перекрытием на 30...90 % в  зависимости от типа сварного соединения и требований к нему. Промышленные сварочные установки с твердотельными лазерами позволяют вести шовную сварку со скоростью до 5 мм/спри частоте  импульсов до 20 Гц. Сварку можно вести  с присадочным материалом в виде проволоки диаметром менее 1,5 мм, ленты или порошка. Использование  присадки позволяет увеличивать  сечение шва, устраняя один из наиболее распространенных дефектов - ослабление шва, а также легировать металл шва. Легирующие элементы при лазерной сварке можно также наносить предварительно на поверхности свариваемых кромок напылением, обмазкой, электроискровым способом и т.п.

Наиболее распространена лазерная сварка импульсным излучением в электронной и электротехнической промышленности, где сваривают угловые, нахлесточные и стыковые соединения тонкостенных деталей. Хорошее качество соединений обеспечивается сваркой  лазерным лучом тонких деталей (0,05...0,5 мм) с массивными. В этом случае, если свариваемые детали значительно  отличаются по толщине, в процессе сварки луч смещают на массивную деталь, чем выравнивают температурное  поле и достигают равномерного проплавления обеих деталей. Чтобы снизить  разницу в условиях нагрева и  плавления таких деталей, толщину  массивной детали в месте стыка  уменьшают, делая на ней бурт, технологическую  отбортовку или выточку (рис. 4). При лазерной сварке нагрев и плавление металла происходят так быстро, что деформация тонкой кромки может не успеть произойти до того, как металл затвердеет. Это позволяет сваривать тонкую деталь с массивной внахлестку. Для этого надо, чтобы при плавлении тонкой кромки и участка массивной детали под ней образовалась общая сварочная ванна. Это можно сделать, производя сварку по кромке отверстия в тонкой детали или по ее периметру.

 

 

Рис. 4. Сварные соединения деталей разной толщины:

а - по бурту на массивной  и отбортовке на тонкой детали; б - тавровое соединение; в - по кромке выточки в  массивной детали; г - по отверстию  в тонкой детали. Стрелками показано направление лазерного луча

 

Детали малой толщины  можно сваривать также газовыми и твердотельными лазерами непрерывного действия мощностью до 1 кВ-А. Лучше  всего формируется шов при  стыковом соединении тонких деталей. Однако при сборке таких соединений под  лазерную сварку предъявляются более  жесткие требования: должен быть обеспечен  минимальный и равномерный зазор  в стыке и практически полное отсутствие смещения кромок.

Сложнее формируется шов  при сварке деталей толщиной более 1,0 мм с глубоким проплавлением. Как  только плотность мощности лазерного  излучения станет больше критической, нагрев металла будет идти со скоростью, значительно превышающей скорость отвода теплоты в основной металл за счет теплопроводности. На поверхности  жидкого металла под действием  реакции образуется углубление. Увеличиваясь, оно образует канал, заполненный  паром и окруженный жидким металлом. Давления пара оказывается достаточно для противодействия силам гидростатического  давления и поверхностного натяжения, и полость канала не заполняется  жидким металлом. При некоторой скорости сварки форма канала приобретает  динамическую устойчивость. На передней его стенке происходит плавление  металла, на задней - затвердевание. Наличие  канала способствует поглощению лазерного  излучения в глубине свариваемого материала, а не только на его поверхности. Формируется так называемое "кинжальное проплавление". При этом образуется узкий шов с большим соотношением глубины проплавления к ширине шва.

Сварочная ванна (рис. 5) имеет характерную форму, вытянутую в направлении сварки. В головной части ванны расположен канал (кратер) 3. Это область наиболее яркого свечения. На передней стенке канала существует слой расплавленного металла, испытывающий постоянные возмущения. Здесь наблюдается характерное искривление передней стенки в виде ступеньки, которая периодически перемещается по высоте канала. Удаление расплавленного металла с передней стенки осуществляется при перемещении ступеньки сверху вниз. Перенос расплавленного металла из головной части ванны в хвостовую происходит по боковым стенкам в горизонтальном направлении. В хвостовой части ванны 4 расплавленный металл завихряющимися потоками поднимается вверх и частично выносится на поверхность сварочной ванны. При образовании канала 3 над поверхностью металла появляется светящийся факел 2, состоящий из продуктов испарения, мелких выбрасываемых из ванны капель металла и из частиц конденсированного пара.

 

 

Рис. 5. Схема сварочной ванны при лазерной сварке: 1 - лазерный луч; 2 - плазменный факел; 3 - парогазовый канал; 4 - хвостовая часть ванны; 5 - металл шва; 6 - свариваемый металл; Vсв - направление сварки

При значительной скорости сварки факел отклоняется на 20...600 в сторону, противоположную направлению  сварки. Этот факел поглощает часть  энергии луча и снижает его  проплавляющую способность.

При сварке деталей толщиной более 1,0 мм на проплавляющую способность  луча в первую очередь влияет мощность излучения. Поскольку сварка таких  деталей ведется при непрерывном  излучении, то к основным параметрам режима здесь относится и скорость сварки. При выбранном значении мощности излучения скорость сварки определяют исходя из особенностей формирования шва: минимальное значение скорости ограничено отсутствием кинжального  проплавления, а максимальное - ухудшением формирования шва, появлением пор, непроваров. Скорость сварки может достигать 90...110 м/ч.

На качество сварных швов влияет фокусировка луча. Для сварки луч фокусируют в пятно диаметром 0,5...1,0 мм. При меньшем диаметре повышенная плотность мощности приводит к перегреву  расплавленного металла, усиливает  его испарение - появляются дефекты  шва. При диаметре более 1,0 мм снижается  эффективность процесса сварки. Формирование шва зависит также от положения  фокальной плоскости относительно поверхности свариваемых деталей. Максимальная глубина проплавления достигается, если фокус луча будет  находиться над поверхностью детали.

Форма сварочной ванны  в продольном сечении также отличается от ее формы при дуговой сварке (рис. 6). На поверхности фронта кристаллизации имеется выступ, который делит ванну на две характерные части. Нижняя часть значительно заглублена и имеет малую протяженность в поперечном сечении, тогда как верхняя часть более широкая и вытянута вдоль шва. Отсюда очевидно, что при лазерной сварке имеют место два процесса проплавления металла. Первый процесс связан с образованием канала, как это было показано выше. Именно он обеспечивает эффект глубокого проплавления. Второй процесс - поверхностное плавление за счет теплопроводности свариваемого материала. Преимущественное развитие того или иного процесса зависит от режима сварки и определяет очертания сварочной ванны.

Рис. 6. Продольное сечение сварочной ванны

Высокая концентрация энергии, большая скорость лазерной сварки по сравнению с дуговыми способами, незначительное тепловое воздействие  на околошовную зону вследствие высоких  скоростей нагрева и охлаждения металла существенно повышают сопротивляемость большинства конструкционных материалов образованию горячих и холодных трещин. Это обеспечивает высокое  качество сварных соединений из материалов, плохо свариваемых другими способами  сварки. Существенно (до десяти раз) снижаются  деформации сваренных деталей, что  снижает затраты на правку.

При лазерной сварке с глубоким проплавлением металл шва защищают от окисления, подавая через сопло  в зону сварки защитный газ. Применяют  специальные сопла (рис. 7). Для сварки алюминия, титана и других высокоактивных металлов требуется дополнительная защита корня шва. Для защиты используют те же газы, что и при дуговой сварке, чаще это аргон, гелий или их смеси. Защитные газы влияют на эффективность проплавления: чем выше потенциал ионизации и теплопроводность газа, тем она больше. Качественную защиту можно обеспечить при расходе гелия 0,0005...0,0006 м3/с, аргона 0,00015...0,0002 м3/с, смеси, состоящей из 50 % аргона и 50 % гелия, - 0,00045...0,0005 м3/с. Для защиты зоны лазерной сварки можно использовать флюсы такого же состава, что и при дуговой сварке. Применяют их в виде обмазок, наносимых на свариваемые кромки.

 

Рис. 7. Схемы защитных сопел:

а - при сварке деталей  малой толщины; б - при сварке с  глубоким проплавлением; 1 - лазерный луч; 2 - свариваемые детали

 

Наиболее часто встречающиеся  дефекты при лазерной сварке больших  толщин - это неравномерность проплавления корня шва и наличие полостей в шве. Для снижения вероятности  образования пиков проплавления при сварке с несквозным проплавлением  рекомендуют повышать скорость сварки и отклонять лазерный луч от вертикали  на 15... 17° по направлению движения луча. При сварке со сквозным проплавлением  неравномерность проплава устраняют, применяя остающиеся или удаляемые  подкладки.

Повысить эффективность  процесса лазерной сварки можно, увеличивая проплавляющую способность луча. Перспективно применение для этого  импульсных режимов сварки. При частоте  импульсов 0,4... 1 кГц и при длительности импульсов 20...50 мс глубина проплавления может быть увеличена в 3...4 раза по сравнению с непрерывным режимом. При импульсном режиме КПД луча в 2...3 раза выше, чем при непрерывном. Однако импульсная сварка требует очень  точной наводки луча на стык, более  высокого качества подготовки кромок к сварке, а ее скорость в несколько  раз уступает скорости сварки с непрерывным  излучением.

 

Другой путь повышения  эффективности - это подача в зону сварки дополнительного потока газа под давлением. Глубина проплавления при этом увеличится, но чрезмерное повышение расхода газа легко  приводит к ухудшению формирования шва, появлению в нем пор, раковин, свищей. Затем газ начинает выдувать жидкий металл, процесс сварки переходит  в резку. При сварке с несквозным проплавлением применяют разработанный  в МГТУ им. Н. Э. Баумана способ импульсной подачи дополнительного газа. Это  повышает глубину проплавления на 30...40 %, стабилизирует проплав. Эффективность  процесса лазерной сварки можно повысить, вводя в зону сварки химические элементы, способствующие ионизации газа в  зоне сварки и снижающие экранирующее действие факела. Это достигается  нанесением на поверхности свариваемых  кромок покрытий, содержащих элементы с низким потенциалом ионизации (калий, натрий).