Laserkeevitust saab teostada kas pideva või impulss-laserkiirte abil. Laserkeevitamise põhimõtted jagunevad üldiselt järgmisteks osadekssoojusjuhtivusega keevitaminejalasersügav keevitamine.
Kui laseri võimsustihedus on alla ligikaudu10⁴–10⁵ W/cm², toimub soojusjuhtiv keevitamine. Selles režiimis on keevisõmbluse läbitungimine madal ja keevituskiirus suhteliselt aeglane.
Kui võimsustihedus ületab ligikaudu10⁵–10⁷ W/cm², metallpind kuumutatakse kiiresti ja surutakse alla, moodustades a"võtmeauk", mille tulemuseks on sügav läbitungiv keevitamine. Seda protsessi iseloomustab suur keevituskiirus ja suur sügavuse{1}}-{2}}laiuse suhe.
1. Soojusjuhtivuslaserkeevituspõhimõte
Soojusjuhtivusega keevitamisel soojendab laserkiirgus tooriku pinda. Seejärel levib soojus soojusjuhtivuse kaudu materjali. Täpselt reguleerides laserparameetreid, nagu impulsi laius, energia, tippvõimsus ja kordussagedus, sulatatakse materjal, et moodustada kontrollitud sulavesi ja saavutada keevitus.
2. Laser-sügav keevitamine (võtmeaugu keevitamine)
Laserkeevitusmasinad, mida kasutatakse sellistes rakendustes nagu hammasrataskeevitus ja metallurgiline õhuke{0}}plaatide keevitamine, põhinevad peamiselt laserkeevitusel.
Sügava läbitungimisega keevitamisel kasutatakse materjalide ühendamiseks tavaliselt pidevat laserkiirt. Selle metallurgiline ja füüsikaline protsess on väga sarnane elektronkiirkeevitusega. Energia muundamise mehhanism saavutatakse läbi avõtmeaugu (võtmeaugu efekt) struktuur.
Piisavalt suure laseri võimsustiheduse korral aurustub pinnal olev materjal ja moodustab võtmeaugu. See auruga täidetud-õõnsus käitub nagu must keha, neelates peaaegu kogu langeva laserenergia. Tasakaalutemperatuur võtmeaugu sees võib ulatuda ligikaudu2500 kraadi[1]. Seejärel juhitakse soojust kõrge temperatuuriga õõnsuste seintest väljapoole, sulatades ümbritseva metalli.
Võtmeauk on täidetud kõrgtemperatuurse{0}}metalliauruga, mis tekib pidevalt laserkiirguse mõjul aurustumisel. Sulametall ümbritseb võtmeauku, samas kui tahke metall jääb sulatsoonist väljapoole. (Enamikus tavalistes keevitusprotsessides ja lasersoojusjuhtivusega keevitamises neeldub energia esmalt pinnal ja kandub seejärel sisse.)
Väljaspool võtmeauku jääb sulametalli vool, pindpinevus ja aururõhk õõnsuse sees dünaamilises tasakaalus. Kuna laserkiir liigub pidevalt edasi, jääb võtmeauk stabiilseks ja liigub koos kiirega. Sulametall voolab pidevalt ümber lukuaugu ja täidab selle taha jäänud tühimiku, tahkudes jahtudes ja moodustades keevisõmbluse.
Kogu see protsess toimub ülikiiresti, võimaldades keevituskiirusel kergesti ulatuda mitme meetrini minutis.
