Rozbor emisí při laserovém svařování

Spektroskopická analýza kouře a plynů vytvořených při svařování CO₂ laserem umožňuje lépe kontrolovat kvalitu sváru a to zejména u svařování různorodých slitin. Rychlý a přesný rozbor vzniklých zplodin umožňuje korigovat svařovací proces ještě dříve, než dojde k poškození opracovávaných dílů. Technologie tedy zvyšuje výrobní výnosy a zrychluje proces kontroly kvality sváru.

Optika a spektrometr pro analýzu vzorků

Pro odběr signálu lze použít několik konfigurací: sinový korektor CC-3-UV s optickým vláknem, integrační sféru FOIS-1 s optickým vláknem nebo soubor vláken připojený k laseru. Vhodným zařízením pro analýzu získaného spektra je spektrometr HR4000, který je díky vysokému rozlišení vhodný pro měření intenzity jako kontinuálních, tak pulzních laserů.

Pro charakterizaci zplodin je vhodné použít použít mřížku s vysokou hustotou vrypů, jako je například mřížka H6 1200 mm^-1 s rozsahem vlnových délek nastaveným na 750-925 nm a vstupní štěrbinou 5 µm. Tato konfigurace poskytuje rozlišení odpovídající 0.12 nm (FWHM). Případně lze použít mřížky s ještě vyšší hustotou vrypů - 1800 mm^-1 nebo 2400 mm^-1, což umožňuje dosáhnou ještě vyššího rozlišení. V případě výkonných laserů se tlumí intenzita pomocí integrační sféry nebo kosinového korektoru, aby nedošlo k saturaci CCD detektoru.

Analýza rozptýlených emisí

K rozboru plynů, které vznikají při svařování dvou materiálů CO₂ laserem využíváme spektrometr s vlnovým rozsahem 263-532 nm. Jedna část rozdvojeného optického vlákna přitom přivádí světlo ze zdrojové laserové diody na místo sváru a druhá odebírá vzorky emisí rozptylu. Díky měření koncentrace prvků a jejich teploty v emisích jsme například schopni určit kvalitu sváru při svařování mědi a nerez oceli.