Wraz z rozwojem produkcji przemysłowej preferowane będą wydajne, elastyczne i przyjazne dla środowiska technologie przetwarzania. Głowica do spawania laserowego przyjmuje tryb ogniskowania wiązki o wysokiej energii, dzięki czemu można uzyskać formy trudne do osiągnięcia w procesie spawania, takie jak spawanie z głęboką penetracją i szybkie spawanie głowicy. Szczególnie dzięki elastycznemu dopasowaniu głowic do spawania laserowego i dojrzałej technologii wykrywania online w czasie rzeczywistym można osiągnąć wysoką automatyzację produkcji seryjnej. Obecnie do produkcji przemysłowej wprowadzono dużą liczbę linii produkcyjnych głowic do spawania laserowego.
Głowica do spawania laserowego to proces wykorzystania energii promieniowania głowicy lasera w celu uzyskania efektywnego spawania. Jego zasada działania polega na wzbudzaniu ośrodka aktywnego głowicy lasera w określony sposób (np. mieszanina CO2 i innych gazów, kryształy granatu itrowo-aluminiowego YAG itp.), powodując jego oscylację tam i z powrotem we wnęce rezonansowej, tworząc w ten sposób wzbudzoną wiązkę promieniowania. Kiedy wiązka styka się z przedmiotem obrabianym, jego energia jest pochłaniana przez przedmiot obrabiany, a spawanie można kontynuować, gdy temperatura osiągnie temperaturę topnienia materiału.
1. Tryb spawania głowicy spawalniczej
Głowicę do spawania laserowego można podzielić na złącza spawalnicze o przewodności cieplnej i złącza spawane z głęboką penetracją. Ciepło tego pierwszego przenika do wnętrza przedmiotu obrabianego poprzez przenoszenie ciepła i powoduje jedynie zjawisko topnienia na powierzchni spawania. Wnętrze przedmiotu obrabianego nie jest w pełni przeniknięte i w zasadzie nie występuje zjawisko parowania. Stosowany głównie do spawania materiałów cienkościennych z małą prędkością. Ten ostatni nie tylko całkowicie topi materiał, ale także odparowuje materiał, tworząc dużą ilość plazmy. Ze względu na dużą ilość ciepła, z przodu roztopionego basenu pojawią się dziurki od klucza.
2. Kształt, struktura i wydajność głowicy do spawania laserowego
Ze względu na mały skupiony obszar plamki generowany przez głowicę spawalniczą laserową, strefa wpływu ciepła wokół szwu spawalniczego jest znacznie mniejsza niż w przypadku zwykłej technologii głowicy spawalniczej. Zwykle złącza spawane laserowo nie wymagają wypełnienia metalem. Powierzchnia spoiny jest ciągła i jednolita, o pięknym wyglądzie i pozbawiona wad powierzchniowych, takich jak pory i pęknięcia. Bardzo odpowiedni na okazje, w których obowiązują surowe wymagania dotyczące wyglądu spoin. Chociaż obszar ogniskowania jest stosunkowo mały, gęstość energii wiązki lasera jest bardzo duża (zwykle aż do 103-108W/cm2).
3. Funkcje głowicy do spawania laserowego
1) Głowica do spawania laserowego może osiągnąć wysoką jakość wytrzymałości złącza i większy współczynnik kształtu, co skutkuje większą prędkością spawania.
2) Ze względu na to, że głowica do spawania laserowego nie wymaga środowiska próżniowego, zdalne sterowanie i automatyczną produkcję można osiągnąć za pomocą soczewek i światłowodów.
3) Głowica do spawania laserowego ma wysoką gęstość mocy i dobrą wydajność spawania w przypadku materiałów trudnych do spawania, takich jak tytan i kwarc, i może spawać materiały o różnych właściwościach.
Wraz z popularyzacją i zastosowaniem głowic do spawania laserowego oraz komercyjną produkcją głowic laserowych, cena wyposażenia głowicy laserowej gwałtownie spadła. Jednakże rozwój głowic laserowych dużej mocy oraz rozwój i zastosowanie nowych metod spawania kompozytów poprawiły również niską wydajność konwersji spawania laserowego. Wierzę, że w najbliższej przyszłości głowica do spawania laserowego stopniowo zastąpi tradycyjne procesy spawania, takie jak zgrzewanie łukowe i zgrzewanie oporowe, stając się główną metodą spawania przemysłowego.