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光纤激光器在焊接应用的突破

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光纤激光器在焊接应用的突破

发布日期:2017-06-10 10:23 来源:http://www.fhrjszp.com 点击:

单芯结二极管泵浦使准连续激光器的另一个特性成为可能,激光器可以设置为脉冲模式或连续模式,这也是QCW的前缀“准”的含义。在连续模式下,准连续光纤激光器的平均功率高30%。在连续调制模式下,QCW可以在进行切割时最小化对部件的热影响。同样,在连续模式下,配合带低模光纤的扫描振镜QCW可进行超高速、高深宽比的‘微型钥匙孔’焊接(如图3所示),与图1的焊接方法比,这需要非常高要求的部件装配。
 
  时域脉冲整形模式
  时域脉冲整形是多年来用于灯泵浦激光器的技术。对于某些医疗器械的加工,例如心脏起搏器钛外壳的激光焊接等,这种技术被广泛使用。脉冲整形发生器(PSG)专用的图形用户界面(GUI)可实现灵活多变的时域脉冲整形,使得QCW激光器可以提供梯度变化的脉冲能量(如图4所示)。这可以用来在激光焊接开始和结束的位置避免“焊接管“或气孔等焊接变形。
 
  内部微焊接试验也表明,延长激光焊接脉冲的尾部,减少了凝固过程中由表面张力产生的波纹等,因此能使焊缝表面更光滑。武汉激光打标机
 
  高亮度应用
  使用配有50 mm聚焦镜、60 mm准直镜的激光加工头和单模光纤可产生直径<20 μm的聚焦光斑。根据峰值功率密度(辐照度)与聚焦光斑尺寸的关系(如前面公式),峰值功率密度很容易达到500 MW/cm2。采用已有的光束传输系统的高性价比光纤激光器从未获得过如此高的峰值功率密度和焦耳级的脉冲能量。这使光纤激光器的加工能力成功地拓展至非线性领域,对1070 nm波长高透射率的材料可以成功的进行激光加工。这些应用中最著名的是不同类型玻璃的激光切割,对蓝宝石和陶瓷进行切割和钻孔,甚至切割硅材料,尽管相对较长的光束加工时间可能会需要后工序处理。
  铝的焊接
  在铝的焊接应用中,300/3000准连续光纤激光器(如图6a所示),甚至是450/4500风冷型准连续光纤激光器所提供的峰值功率、脉冲能量及平均功率特别适合之前采用灯泵浦Nd: YAG激光器焊接的微波组件外壳。为了获得合适的高脉冲能量及光斑尺寸,我们通常选用芯径为100 μm或者是200 μm的多模传输光纤和配有焦距为100 mm的准直镜和200 mm的聚焦镜的焊接头组合。


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