Nową metodę precyzyjnego spawania opatentowali naukowcy z Ohio State University. W przeciwieństwie do znanych dotąd technologii nie wymaga ona wielkich nakładów inwestycyjnych.

Spawanie polega na topieniu krawędzi łączonych elementów i drutu spawalniczego. Metal obrobiony w ten sposób wytwarza spoinę o dużej wytrzymałości.

Łuk elektryczny, który nadtapia spawany element, przebiega zawsze drogą, na której opór elektryczny jest najmniejszy. Przy zwykłym spawaniu bardzo trudno jest uzyskać dużą precyzję. Amerykańscy uczeni zastosowali ciekawą metodę “wskazywania” drogi łukowi elektrycznemu.

Do tzw. gazu osłonowego, którego używa się podczas spawania (aby zapobiec utlenianiu się metali) uczeni dodali niewielką ilość tlenku węgla (CO). Promień lasera niskiej mocy wzbudza cząsteczki CO i powoduje ich jonizację. Zjonizowany gaz doskonale przewodzi prąd elektryczny, więc łuk przebiega dokładnie tam, gdzie chcemy. Promień koncentrowano w plamce o średnicy poniżej 1 mm.

Zjawisko jonizacji gazu laserem o niskiej mocy nazwano zimną jonizacją, gdyż wydzielają się przy tym tylko znikome ilości ciepła. Moc lasera wynosi 7 watów. Stosowane do tej pory metody sterowania łukiem elektrycznym wymagały stosowania laserów o mocy kilku kW. Dotychczasowa technologia precyzyjnego spawania wiązała się z koniecznością zakupu lasera dużej mocy, który kosztuje 200-300 tys. dol. Laser o niskiej mocy kosztuje zaledwie 20 tys. dol. Ponadto, biorąc pod uwagę skalę produkcji, nowa technologia (nazwana LAAW) pozwala uzyskać także duże oszczędności energii. Naukowcy poszukują aktualnie partnera przemysłowego, który pomógłby w doskonaleniu wynalazku.

Nowy wynalazek powinien znaleźć zastosowanie również w przemyśle kosmicznym. Precyzja wykonania i wytrzymałość to jedne z najważniejszych wymagań stawianych przed konstrukcjami kosmicznymi, a metod obniżenia kosztów produkcji poszukuje się wszędzie.

Autor

Marcin Marszałek