1. レーザー溶接レーザーの動作原理
1.1 YAGレーザーの動作原理
レーザ電源は、まずパルスキセノンランプを点火し、レーザ電源によりパルスキセノンランプを放電させて、所定の周波数および所定のパルス幅の光波を形成する。 光波はコンデンサーキャビティを介してNd 3 plus : YAGレーザー結晶に照射され、Nd 3 plus : YAGレーザー結晶が励起され、レーザー結晶が発光し、レーザーキャビティを通じて共振した後、波長1064nmのパルスレーザーを放射します。 パルスレーザーは拡大、反射され（または光ファイバーを介して伝送され）、溶接対象物に焦点を合わせます。 PLC または産業用 PC 上で 機械の制御下で、CNC ワークテーブルが移動して溶接を完了します。 溶接に必要なパルスレーザーの周波数、パルス幅、波形、テーブル速度、移動方向をワンチップマイコンやPLC、産業用PCで制御できます。 パルスレーザーは、レーザー周波数とパルス幅エネルギーのさまざまな設定によって調整および制御できます。
1.2 ファイバーレーザーの動作原理
ポンプ光が光ファイバ内の希土類イオンを通過すると、ポンプ光は希土類イオンに吸収されます。 このとき、光子のエネルギーを吸収した希土類原子の電子がより高い発振エネルギー準位に励起されることでイオンの数が反転し、反転したイオンの数が放射線の形で高エネルギー準位から基底状態に転移し、エネルギーを放出することで誘導放射線が完成します。 ファイバーレーザーによって生成されたレーザーはファイバーを通じて出力され、支持作業台と連携して対応する溶接を完了します。 ファイバーレーザーはパルスファイバーレーザーと連続ファイバーレーザーに分けられます。 このうちパルスファイバーレーザーは、レーザーのピークパワー、周波数、パルス幅を設定することでレーザーパルスの一点エネルギーを調整できます。 連続ファイバーレーザーは、平均レーザーパワーを設定することでレーザー出力を調整できます。
1.3 半導体レーザーの動作原理
ある励起方法により、半導体物質のエネルギー帯（伝導帯や価電子帯）の間、または半導体物質のエネルギー帯と不純物のエネルギー準位（アクセプターやドナー）の間に非平衡キャリア粒子の数が反転し、粒子が反転した状態にある多数の電子が正孔と再結合することで誘導放出が起こります。 半導体レーザーで発生したレーザーは、ファイバー出力を通じて溶接することもできます。
2. レーザー溶接の特徴
レーザー溶接は新しいタイプの溶接です。 レーザー溶接は主に薄肉材料や精密部品の溶接を目的としています。 スポット溶接、突合せ溶接、スタック溶接、シーリング溶接などが実現でき、その特徴は次のとおりです。
アスペクト比が高く、溶接幅が小さく、熱影響部が小さく、変形が小さく、溶接速度が速い。
溶接継ぎ目は滑らかで美しく、溶接後の加工が不要、または簡単な加工手順で済みます。
溶接シームは高品質で気孔がなく、母材の不純物を低減および最適化できます。 溶接後に構造を改善することができます。 溶接シームの強度と靭性は少なくとも母材と同等以上です。
精密に制御でき、集光スポットが小さく、高精度に位置決めでき、自動化が容易です。 特定の異種材料間の溶接を実現します。
3. 溶接可能な材料と産業用途
レーザー溶接は、チタン、ニッケル、錫、亜鉛、銅、アルミニウム、クロム、ニオブ、金、銀などの金属およびその合金、鋼やコバール合金などの同種の合金の溶接に適用できます。 銅-ニッケル、ニッケル-チタン、銅-チタン、チタン-モリブデン、黄銅-銅、低炭素鋼-銅などのさまざまな異種金属の溶接に使用されます。同時に、携帯電話通信、電子部品、メガネや時計、宝飾品、ハードウェア製品、精密機器、医療機器、自動車部品、工芸品ギフトなどの業界でも広く使用されています。
