ראשית, מהו לייזר? קרן הלייזר הראשונה בעולם הופקה בשנת 1960 על ידי שימוש בנורת הבזק כדי לעורר גרגרי גביש אודם. בשל מגבלת קיבולת החום של הגביש, הוא יכול היה לייצר רק אלומת פולסים קצרה מאוד בתדר נמוך מאוד. למרות שאנרגיית שיא הדופק המיידי יכולה להגיע עד 106 וואט, עדיין מדובר בתפוקת אנרגיה נמוכה.
טכנולוגיית הלייזר משתמשת במקטב כדי לשקף את הקרן שנוצרת על ידי הלייזר כך שהיא מתרכזת במכשיר מיקוד כדי להפיק קרן של אנרגיה עצומה. אם המוקד קרוב לחומר העבודה, חומר העבודה יימס ויתאדה תוך מספר אלפיות שניות. ניתן להשתמש באפקט זה בתהליך הריתוך. הופעתו של CO-בהספק גבוה2ולייזרי YAG בהספק-גבוהים פתחו תחום חדש של ריתוך לייזר. המפתח לציוד ריתוך לייזר הוא לייזרים- בהספק רב. ישנן שתי קטגוריות עיקריות. האחד הוא לייזר מוצק, הידוע גם בשם לייזר Nd:YAG. Nd (ניאודימיום) הוא יסוד אריסטוקרטי נדיר, YAG מייצג נופך אלומיניום איטריום, ומבנה הגביש שלו דומה לאודם. אורך הגל של הלייזר Nd:YAG הוא 1.06 מיקרומטר. היתרון העיקרי הוא שניתן להעביר את האלומה שנוצרת דרך סיב אופטי, כך שניתן לוותר על מערכת שידור אלומה מורכבת. הוא מתאים למערכות ייצור גמישות או לעיבוד מרחוק, ומשמש בדרך כלל עבור חלקי עבודה עם דרישות דיוק ריתוך גבוהות. לייזרים Nd:YAG עם הספקים של 3-4 קילוואט נמצאים בשימוש נפוץ בתעשיית הרכב. הסוג השני הוא לייזר גז, הידוע גם בשם CO2לייזר. גז מולקולרי משמש כמדיום עבודה לייצור לייזר אינפרא אדום בגודל אחיד של 10.6 מיקרומטר. זה יכול לעבוד ברציפות ולהפיק הספק גבוה מאוד. הספק הלייזר הסטנדרטי הוא בין 2-5 קילוואט.
בהשוואה לטכנולוגיות ריתוך מסורתיות אחרות, היתרונות העיקריים של ריתוך לייזר הם:
1. מהירות מהירה, עומק גדול ועיוות קטן.
2. ניתן לבצע ריתוך בטמפרטורת החדר או בתנאים מיוחדים, וציוד הריתוך פשוט. לדוגמה, קרן הלייזר לא תסיט בעת מעבר דרך שדה אלקטרומגנטי; לייזרים יכולים לבצע ריתוך בסביבות ואקום, אוויר וגזים מסוימים, ויכולים לרתך דרך זכוכית או חומרים שקופים לקרן הלייזר.
3. הוא יכול לרתך חומרים עקשנים כגון טיטניום, קוורץ וכו', ויכול גם לרתך חומרים הטרוגניים עם תוצאות טובות.
4. לאחר מיקוד הלייזר, צפיפות ההספק גבוהה. בעת ריתוך של מכשירים עם הספק- גבוה, יחס הגובה-רוחב יכול להגיע ל-5:1 ועד 10:1.
5. ריתוך מיקרו אפשרי. לאחר מיקוד קרן הלייזר, היא יכולה לקבל נקודה קטנה מאוד וניתן למקם אותה במדויק, כך שניתן ליישם אותה
הוא משמש בהרכבה וריתוך של חלקי עבודה מיקרו וקטנים בייצור אוטומטי המוני.
6. הוא יכול לרתך חלקים בלתי נגישים וליישם ריתוך מרחוק ללא מגע-, שיש לו גמישות רבה. במיוחד בשנים האחרונות, טכנולוגיית שידור סיבים אופטיים אומצה בטכנולוגיית עיבוד הלייזר של YAG, שאפשרה קידום ויישום רחב יותר של טכנולוגיית ריתוך לייזר.
7. ניתן לפצל בקלות את קרן הלייזר בזמן ובמרחב, מה שמאפשר עיבוד ריבוי-קרן בו-זמני ועיבוד רב-תחנות, המספק תנאים לריתוך מדויק יותר.
עם זאת, לריתוך לייזר יש גם מגבלות מסוימות:
1. זה דורש דיוק הרכבה גבוה של חלקי העבודה ושלא ניתן לקזז משמעותית את מיקום קרן הלייזר על חלקי העבודה. הסיבה לכך היא שגודל נקודת הלייזר קטן לאחר המיקוד, תפר הריתוך צר ומתווסף חומר מתכת מילוי. אם דיוק הרכבה או דיוק מיקום הקורה אינו עומד בדרישות, פגמי ריתוך יכולים להתרחש בקלות.
2. עלות הלייזרים והמערכות הנלוות גבוהה יחסית, מה שמביא להשקעה ראשונית גדולה.
