8/8/2019 Osnove Lasera

1/21

TEHNOLOGIJE II+PROIZVODNE TEHNOLOGIJE II, IV sem

Dio 1, Zavarivanje, Osnove zavarivanja i rezanja laserom

Prof.dr.sc. Zoran Kouh

8/8/2019 Osnove Lasera

2/21

OSNOVNI PRICIPI LASERA

L Light

A Amplification

S - Stimulated

E Emission

R - Radiation

Light Amplification by Stimulated Emmission of Radiation

Pojaavanje svjetlosti stimuliranom emisijom zraenja

8/8/2019 Osnove Lasera

3/21

Bohrov model atoma

8/8/2019 Osnove Lasera

4/21

Uzbuivanje elektrona

Electron in itsresting state

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

5/21

Ukoliko ve uzbueni atomi budu ozraeniponovno sa istom koliinom energije oni e emitiratidva vala svijetlosne energije koji e putovati u istom

smjeru sa istom frekvencijom i valnom duljinom

Pojaavanje stvaranja fotonaPreskok

8/8/2019 Osnove Lasera

6/21

Emisija i apsorpcija estice-fotona; a) spontana emisija-Emisija obine svjetlosti, b) Apsorpcija svjetlosti, c) stimulirana emisija- emisija laserske sjetlosti

8/8/2019 Osnove Lasera

7/21

Shema rada lasera rezonator lasera

8/8/2019 Osnove Lasera

8/21

Uzbuivanje

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

9/21

Inverzna naseljenost

Stanje aktivnog materijala kada se veina atoma nalazi uuzbuenom stanju naziva se inverzna naseljenost

Spontano emitirani fotoni putuju izmeu ogledala urezonatorskoj upljini i pogaaju atome koji se ve nalaze uuzbuenom stanju; dolazi do stimulirane emisije (slika B)

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

10/21

Stimulirana emisija

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

11/21

Svojstva laserske svjetlosti..

Obina svjetlost

Laserska svjetlost

8/8/2019 Osnove Lasera

12/21

CO2 i Nd-YAG laseri: najee upotrebljavanilaseri u metalopreraivakoj industriji

CO2 Nd-YAGValna duljina 10.6 m 1.06 m

Snaga 40 kW 6 kW

Kvaliteta zrake bitno bolja loija

Pumpanje elektrino optikoIskoristivost 5-10% (20) 2-3% (10)

Gustoa snage 103-108 W/cm2

Absorpcija metali loa metali dobra

Voenje zrake ogledalima optikim vlaknomReim rada cw i impulsni impulsni i cw

Hlaenje potrebno potrebno

Poredba CO2 i Nd-Yag lasera

8/8/2019 Osnove Lasera

13/21

Voenje laserske zrake

zrcalima (CO2 laseri)

optikim vlaknom (Nd-YAG laseri)

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

14/21

zato laser:

- velike brzine zavarivanja

- visoka fleksibilnost procesa

- automatski proces

- velika penetracija uz vrlo uske zavare

- vrlo nizak unos topline, ZUT vrlo mali

- velike brzine rezanja

- odlina kvaliteta reza

- mali unos energije i male deformacije

zavarivanje:

rezanje:

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

15/21

zato ne:

- visoki investicijski trokovi

- niska iskoristivost energije

- zahtjevaju se otre tolerancije radnih komada

i pripreme spoja

- vrlo je teko rijeiti dodavanje dodatnog materijala

- problematino zavarivanje i rezanje materijala veih debljina

- visoki operativni trokovi

Posebno za zavarivanje:

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

16/21

Princip zavarivanja stvaranjem kljuanice(kljuanica uski krater ispunjen metalnom parom)- nije potrebno precrtavati

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

17/21

Osnovni tehnoloki imbenici:

- unesena toplinska energija

- fokusna optika- vrsta spoja

- pozicioniranje radnih komada

- zatita mjesta zavarivanja

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

18/21

Plinovi za lasersko rezanje:

- Ar, He, CO2, N2, zrak, mjeavine Ar/He, O2/N2 ili druge

CNC sustav za lasersko rezanje

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

19/21

CNC sustav za lasersko rezanje

Preskok

8/8/2019 Osnove Lasera

20/21

8/8/2019 Osnove Lasera

21/21

Primjeri uporabe laserskih tehnologija Preskok