Ten eerste: wat is een laser? De eerste laserstraal ter wereld werd in 1960 geproduceerd door een flitslamp te gebruiken om robijnrode kristalkorrels te prikkelen. Door de beperking van de warmtecapaciteit van het kristal kon het slechts een zeer korte pulsbundel produceren met een zeer lage frequentie. Hoewel de momentane pulspiekenergie wel 106 watt kan bedragen, is de energieopbrengst nog steeds laag.
Lasertechnologie maakt gebruik van een polarisator om de door de laser gegenereerde straal te reflecteren, zodat deze wordt geconcentreerd in een focusseringsapparaat om een straal met enorme energie te produceren. Als de focus dichtbij het werkstuk ligt, zal het werkstuk binnen enkele milliseconden smelten en verdampen. Dit effect kan worden gebruikt bij het lasproces. De opkomst van hoogvermogen CO2en krachtige-YAG-lasers hebben een nieuw gebied van laserlassen geopend. De sleutel tot laserlasapparatuur zijn lasers met hoog-vermogen. Er zijn twee hoofdcategorieën. Een daarvan is een solide laser, ook bekend als Nd:YAG-laser. Nd (neodymium) is een zeldzaam aristocratisch element, YAG staat voor yttrium aluminium granaat en de kristalstructuur is vergelijkbaar met robijn. De golflengte van de Nd:YAG-laser is 1,06 μm. Het belangrijkste voordeel is dat de gegenereerde bundel via optische vezels kan worden verzonden, waardoor een complex bundeltransmissiesysteem kan worden weggelaten. Het is geschikt voor flexibele productiesystemen of verwerking op afstand, en wordt meestal gebruikt voor werkstukken met hoge lasnauwkeurigheidseisen. Nd:YAG-lasers met een uitgangsvermogen van 3-4 kilowatt worden veel gebruikt in de auto-industrie. Het andere type is een gaslaser, ook wel CO genoemd2laser. Moleculair gas wordt gebruikt als werkmedium om een infraroodlaser te produceren met een uniforme grootte van 10,6 μm. Het kan continu werken en een zeer hoog vermogen leveren. Het standaard laservermogen ligt tussen de 2 en 5 kilowatt.
Vergeleken met andere traditionele lastechnologieën zijn de belangrijkste voordelen van laserlassen:
1. Hoge snelheid, grote diepte en kleine vervorming.
2. Lassen kan worden uitgevoerd bij kamertemperatuur of onder speciale omstandigheden, en de lasapparatuur is eenvoudig. De laserstraal zal bijvoorbeeld niet afbuigen wanneer hij door een elektromagnetisch veld gaat; lasers kunnen lassen uitvoeren in vacuüm-, lucht- en bepaalde gasomgevingen, en kunnen door glas of materialen lassen die transparant zijn voor de laserstraal.
3. Het kan vuurvaste materialen zoals titanium, kwarts, enz. lassen, en kan ook heterogene materialen met goede resultaten lassen.
4. Nadat de laser is scherpgesteld, is de vermogensdichtheid hoog. Bij het lassen van apparaten met hoog-vermogen kan de beeldverhouding 5:1 en maximaal 10:1 bereiken.
5. Microlassen is mogelijk. Nadat de laserstraal is gefocusseerd, kan deze een heel klein plekje krijgen en nauwkeurig worden gepositioneerd, zodat deze kan worden toegepast
Het wordt gebruikt bij de assemblage en het lassen van micro- en kleine werkstukken in de geautomatiseerde massaproductie.
6. Het kan ontoegankelijke delen lassen en contactloos lassen op afstand implementeren, wat een grote flexibiliteit biedt. Vooral de laatste jaren is optische vezeltransmissietechnologie overgenomen in de YAG-laserverwerkingstechnologie, waardoor laserlastechnologie op grotere schaal kan worden gepromoot en toegepast.
7. De laserstraal kan eenvoudig in tijd en ruimte worden gesplitst, waardoor gelijktijdige verwerking van meerdere-stralen en meerdere-stations mogelijk is, waardoor de voorwaarden worden geschapen voor nauwkeuriger lassen.
Laserlassen kent echter ook bepaalde beperkingen:
1. Het vereist een hoge montageprecisie van de werkstukken en dat de positie van de laserstraal op het werkstuk niet significant kan worden verschoven. Dit komt doordat de laserpuntgrootte na het focusseren klein is, de lasnaad smal is en er vulmetaalmateriaal is toegevoegd. Als de nauwkeurigheid van de montage van het werkstuk of de nauwkeurigheid van de positionering van de straal niet aan de eisen voldoet, kunnen er gemakkelijk lasfouten ontstaan.
2. De kosten van lasers en aanverwante systemen zijn relatief hoog, wat resulteert in een grote initiële investering.
