2.Зварювання світловим променем (лазером) за концентрацією нагріву металу перевершує усі відомі способи.

Генерація вимушеного випромінювання створюється у оптичних квантових генераторах (рис.2).

Основний енергетичний елемент оптичного квантового генератора (ОКГ) -- кристал рубіну (кристал окису алюмінію, вміщуючий 0,05 % Cr). Використовуємому в ОКГ рожевому кристалу рубіну надається форма стержня, довжина та діаметр котрого визначають потужність випромінювання. Торці стержня полірують та піддають посрібленню для отримання суворо паралельних відбиваючих поверхонь. Вихідну поверхню торця стержня роблять напівпрозорою.

Р ис.2 Принципіальна схема лазерної установки:

а -- наведення на місце зварювання; б -- зварювання;

1 -- лампа підсвічування системи наведення; 2 -- імпульсна лампа накачки; 3 -- призма подвійного преломління; 4 -- конденсаторна лінза; 5 --7 -- резонатори; 6 -- кристал

рубіну; 8 --

лінза змінного об’єктиву; 9 -- лампа

підсвічування мікроскопу; 10 --

шторка; 11 -- мікроскоп; 12 -- призма

оптичної головки; 13 -- діафрагма;

14 -- світлофільтр.

Рубіновий стержень розміщують неподалік від електронної лампи накачки. При освітленні цією лампою рубінового стержня значна частина атомів хрому переходить у збуджений стан. Повертаючись у вихідний стан, кожний атом хрому випускає фотон. Цей процес протікає лавиноподібно, оскільки фотони, відбиваючись від торців кристалу, безперервно взаємодіють зі збудженими атомами. Інтенсивність пучка фотонів зростає внаслідок багаторазового відображення. В результаті цього наступає момент появи ефекту квантового посилення, і тоді з напівпрозорого торця стержня за тисячні долі секунди викидається інтенсивний вузьконапрямлений потік фотонів (промінь світла) з довжиною хвилі 6943*10^-8см.

Переваги лазерного зварювання по зрівнянню зі зварюванням електронним променем наступні: простота фокусировки променю, можливість зварювання на повітрі, у захисній атмосфері і у вакуумі без будь-яких якісних змін вихідного стану зварюваємого металу. Можливість точного дозування енергії дозволяє використовувати цей метод для зварювання мікроз’єднань з різноманітних металів і сплавів у електронній та радіоелектронній техніці. Цей перспективний спосіб зварювання знаходить використання також в інших галузях народного господарства, наприклад в медицині для з’єднання живих тканин.

3.Плазмове зварювання. Для плазмового зварювання в якості джерела нагріву використовують стислу дугу. Для речовини у стані плазми характерний хаотичний рух оголених ядер і відірваних від них електронів. Встановлено, що плазмовий стан речовини уявляє собою джерело великої енергії.

Р ис.3 Дугові плазмові пальники:

а -- прямої дії; б -- косвенної дії:

1 -- вольфрамовий електрод; 2 -- дуга; 3 -- сопло пальника; 4 -- канал сопла; 5 -- вироб; 6 -- плазмова струя

Для отримання іонізованого потоку газів (плазми) звичайно використовують дуговий розряд, виникаючий між вольфрамовим електродом 1 та соплом спеціального пальника 3 або вольфрамовим електродом 1 та металом заготівки 5 (рис.3 а і б). Дуга горить у замкненому циліндричному каналі 4, стінки котрого інтенсивно охолоджуються водою. Крізь цей канал під тиском подають інертний газ. Внаслідок стиснення газового провідника силами магнітного поля та охолодження зовнішнього стовбуру дуги стінками каналу, з’являється центральна тонка струя 6 з високим ступенем іонізації, великим

надлишковим тиском та температурою, досягаючої 10 000-30 000^оС. Для отримання плазмового променю можна використовувати різноманітні гази. Окрім зварювання та різки, його можна використовувати для наплавочних робіт, пайки, нанесення покриттів металізацією, термічної обробки і т.д.

4.Дифузійне зварювання. Дифузійне зварювання засноване на властивості досконало чистої та гладкої поверхні „зчеплюватись” з іншою такою ж самою поверхнею завдяки встановленню міжатомних зв’язків у твердому стані.

Рис.4 Схема процесу дифузійного зварювання.

Зварюємі деталі 2 з ретельно захищеними з’єднувальними поверхнями завантажують у вакуумну зварювальну камеру 1 (рис.4). Після відкачування повітря та досягнення вакуума 133*10^-3 -- 133*10^-5 Н/м² індуктором 3 здійснюється нагрів зварювальних деталей 2 до температури зварювання. Після вирівнювання температури металу до зварювальних деталей за допомогою навантажуючого пристрою 5 крізь шток 4 прикладається зусилля стискання, котре підтримується постійним протягом процесу зварювання.

Дифузійним зварюванням можна зварювати різноманітні матеріали: сталь з алюмінієм, вольфрамом, титаном, молібденом, металокерамікою; мідь з алюмінієм та титаном; титан з платиною; кераміку з коваром, міддю, титаном, ніобієм та ін.