עקרונות של טכנולוגיית ריתוך חדירה עמוקה בלייזר
ריתוך חדירה עמוק בלייזר כרוך בשימוש בקרן לייזר רציפה לחיבור חומרים וחולק קווי דמיון בתהליך המתכתי שלו עם ריתוך קרן אלקטרונים. המרת האנרגיה מושגת באמצעות מבנה "חור קטן" ומושגת באמצעות קרינת לייזר בצפיפות הספק גבוהה, הגורמת לחומר להתאדות וליצור נקבוביות קטנות.
החור הקטן הזה המלא בקיטור פועל כמו גוף שחור, סופג כמעט את כל האנרגיה של הקרן הפוגעת. כתוצאה מכך, הטמפרטורה בתוך החלל מגיעה לכ-2500 מעלות, מה שגורם למתכת המקיפה את החלל להימס עקב העברת החום מהדופן החיצונית של החלל בטמפרטורה גבוהה. החור הקטן מלא בקיטור בטמפרטורה גבוהה הנוצר על ידי אידוי מתמשך של חומר הקיר תחת הקרנה של אלומת אור. הקירות מוקפים במתכת מותכת, אשר לאחר מכן מוקפת בחומר מוצק. תהליך זה שונה מריתוך קונבנציונלי שכן אנרגיה מושקעת תחילה על פני השטח ולאחר מכן מועברת פנימה.
זרימת הנוזל ומתח הפנים של שכבת הקיר נמצאים בשיווי משקל דינמי עם לחץ הקיטור הנוצר ברציפות בתוך חלל החור. הכניסה הרציפה של הקורה לתוך החור הקטן שומרת על מצב זרימה יציב של החומר מחוץ לחור.
כלומר, החור הקטן והמתכת המותכת המקיפה את דופן החור נעים קדימה במהירות הקורה המובילה, והמתכת המותכת ממלאת את הרווחים שנותרו לאחר הסרת החור הקטן ומתעבה בהתאם, ויוצרת את תפר הריתוך. כל התהליכים הנ"ל מתרחשים כל כך מהר שמהירות הריתוך יכולה להגיע בקלות למספר מטרים בדקה.
החור הקטן והמתכת המותכת שמסביבו נעים קדימה עם הקורה המובילה, ומאפשרים למתכת המותכת למלא את הרווח וליצור את תפר הריתוך. תהליך מהיר זה יכול להשיג מהירויות ריתוך של מספר מטרים לדקה.
היתרונות של ריתוך חדירה עמוק בלייזר
אחד היתרונות המרכזיים של ריתוך חדירה עמוקה בלייזר הוא יכולתו לחדור לעומק המתכת המרותכת. זה מאפשר ללייזר ליצור קשר חזק ועמיד בין פיסות המתכת, וכתוצאה מכך ריתוך שהוא גם בטוח מאוד וגם עמיד לאורך זמן.
יתרון נוסף של טכניקה זו הוא יכולתה לרתך מגוון רחב של חומרים, לרבות פלדה, אלומיניום וטיטניום. בנוסף, ריתוך חדירה עמוק בלייזר הוא רב תכליתי וניתן להשתמש בו כדי לחבר צורות מורכבות בקלות.