在激光加工中,激光器起着关键的作用。自从1958年世界上第一台红宝石激光器问世至 今,至今已出现过上百种之多不同类型的激光器,但其中性能优越、宜于实用的也不过几十种。每当新技术出现在市场中时,用户和专家们都会质疑这种新平台是否 会替代老旧而可靠的技术。例如,当第一台高功率固态激光器问世时,专家们曾预言二氧化碳激光器末日的到来。当第一个千瓦级二极管激光器以其高效和紧凑的外 观出现在市场上时,也曾在很长一段时间被认为是激光器发展的未来。
但回顾过去,有一件事情是清楚的:没有任何一项新的激光器技术能完全替代现有的成熟技术。即使在将来,不同类型的激光技术也将并存。综合地看,光纤激光器适用于低功率应用;碟形激光器适用于多千瓦功率范围,具有高加工可靠性;二氧化碳激光器仍是常用切割机器的首选。
光纤激光器
光纤激光器在低输出功率范围的应用上具有优势。它能以基本模式方便地生成连续波束,并相对容易地实现卓越的光束质量。这种激光器能很好地焊接和切割要求精细轮廓的薄钣金。在切割方面,表现最为突出的光纤激光切割机如今在金属薄板加工方面算是“顶尖高手”,加工速度快,切割质量好的优势已经广为人知。
碟片激光器
碟片式激光器在几千瓦应用上比光纤激光器具有更明显优势。鉴于其照明面积大,即使在高输出功率的情况下,碟片式激光器的功率密度就不那么重要了。即使 是在材料具有高反射率的情况下,碟片式激光器的谐振腔对反射也不敏感。因此用户可以焊接和切割任何材料且不会有停产风险。
CO2激光器
二氧化碳激光器的深度穿透工艺已在工业领域应用了很多年。它在表面形成的喷溅污迹小,因此能以高加工速度在薄到中等厚度的材料上产生卓越的焊缝质量。 由于平直角度入射能得到高吸收率,深度穿透成为可能并且进给速度慢。此外,大的厚板也能在广泛的参数范围内可靠地焊接。在切割方面,二氧化碳激光切割机一 般应用于厚板的切割加工,虽然加工性能非常的强,但是在成本方面也是不便宜。
固体激光器
固体激光器比二氧化碳激光器在系统上更有优势,因为固体激光器的光束由光电缆导引并且不需要加工气体保护。另外,相比二氧化碳激光器,固体激光器的高 效能减少每个焊接部件的成本。二极管泵浦系统的发展(碟片式和光纤激光器)能导致几千瓦范围内的高输出功率,和极佳的光束质量,这样就增加了可焊接工件的 最大厚度。在切割方面,固体激光器的最大功率达到850W,最先由武汉高能激光研发并应用在金属激光切割机方面,其低成本的加工优势,满足了各大中小企业的激光加工需求。
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研究表明虽然固体激光器技术很先进,但是对于激光焊接来说没有单一的理想光束。每个应用都会产生关于光束和生产方法的不同需求。因此,我们应该考虑完整的工艺,根据现有系统的各自优势来应用他们,从质量、成本和产能的角度寻找最优化的整套解决方案。
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