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关 键 词:铜陵哪家激光器金属软管
行 业:机械 雕刻切割设备 打标机
发布时间:2019-06-13
这种激光器具备数焦耳脉冲能量、**长脉冲,以及能与更大直径的光纤耦合的能力,使得生产出的焊点直径可达0.5毫米。早期试验表明,这些低占空比焊点在任何方面都和闪光灯泵浦固体激光器相似。
光纤激光器的改进
光纤激光器迅速发展的原因可概括如下:
● 深入的科学研究可实现增加光纤的热负荷,而不产生任何热衰减或光致吸收效应和受激拉曼散射(SRS)的影响,而此前这些往往被看作是光纤激光器的限制因素,现在已经仅仅针对高平均功率激光器而言了。
● 更高速的电子元件、先进的接口、控制及网络软件都已被开发出来。
在微加工和打标领域中的发展
正如我们已经看到的,现在市面上有各种不同的脉冲光纤激光器,与先进的振镜扫描仪配合使用时,可用于许多加工中如切削、钻孔及熔覆。经证明,它能用在那些通常由高功率密度红外激光束完成的材料去除应用中,同时适用于激光微加工技术和打标,光纤激光器具有的更高亮度意味着材料去除过程可显着提高。这一事实加上精度不断提高的振镜扫描仪,意味着打标激光器如今也能执行一些以前认定为“精密微加工”的任务。虽然波长同亮度和可聚焦能力之间成正比,在某些情况下它已可实现以前只有通过532nm和355nm的激光才能得到的特征尺寸、准确度和精度。
光纤激光点焊
如我们所知,在低到中等的占空比范围调制单发射较泵浦二极管远比调制半导体二极管条或半导体二极管堆来得简单。近来,由于特制泵浦半导体二极管的较新发展以及增强的脉冲能力,已开发出高亮度光纤激光器,它能产生出非常接近传统的闪光灯泵浦激光器所发出的脉冲,如表5所示。将这个特性结合能与不同直径的光纤匹配的特性,使此种激光器能进行低热输入、低占空比、与传统的闪光灯泵浦激光器效果相同的点焊,但其具备了光纤激光器众所周知的所有优点,比如更小的占地面积,更少的维护及10倍的电光效率。由于泵浦源的灵活性,很容易实现用于医疗设备焊接应用中的脉冲波形调整,且没有使用传统闪光灯类型带来的限制。
脉冲光纤激光器
脉冲纳秒激光器是较早一种被开发出来的类型,它们在商业市场上的成功取代了很大一部分打标用的激光器。这种激光器的平均功率现在已经被扩展到高达500瓦。另一方面,对这种光纤激光技术的深入研究导致了光纤激光器能生成数纳秒的更窄的脉冲宽度、更高的亮度,以及高达数兆赫的重复频率。保偏光纤激光器现在也被开发应用于高效变频至532纳米。近来,具有更长脉冲宽度的毫秒级准连续波(QCW)激光器也被开发出来。基于对光纤激光器的深入研究发现,其优点是几乎可应用于宏观和微观工业激光加工的全部范围。
图3、高功率脉冲激光器,亮度和脉冲能量的关系图。
连续波(CW)激光器 - 调制型
二极管泵浦的脉冲上升时间是5s,因此较小的脉冲持续时间(或时间调制)大约是10s。
使用简单的控制技术可以在10%-100%占空比调节这些激光器,所以调制频率高达50 kHz是可以实现的。在微切削过程中,调制可以较大程度地减少部件的热输入。对占空比的大范围控制以及M2等于1.05——这两个因素的结合有可能实现小于20微米的切缝宽度,使用传统的光学元件即可。
准连续波(QCW)激光器
虽然连续波光纤激光器拥有实现高能量脉冲的能力,但主要是通过使用**所需要的平均功率的方式或**长的脉冲持续时间完成,而这两种方式都存在缺陷。近来,连续波激光器的范围得到了拓展,开发出了具有更高峰值功率、更高脉冲能量的激光器,见表5。
光纤激光器本质上有别于其它类型的激光器;在光纤激光器中,产生激光的激活介质实际上散布在光纤自身内部。这一特点将其与通过光纤传导的激光器区别开来,后者只是简单地将光束从激光谐振腔通过光纤传输到导光元件上。光纤激光器是目前为止公认的在所有激光器当中具有较佳聚焦性能的激光器类型。
光纤激光器奠定了它在工业激光大家族,尤其是在高功率数千瓦级产品中的地位,很显然,早前光纤激光器的相关限制现已被充分理解,这也促成了激光器更大范围的发展。光纤激光器一脉相承的可扩展性已经被用于将多模光纤激光器的输出功率放大至50千瓦以上,将单模光纤激光器的功率增大到10千瓦。
采用高平均功率光纤激光器加工
虽然10千瓦单模激光器已经制造出来,但这种高平均功率和高亮度的结合显然**过了当前材料加工的需求。在传统的气体辅助的激光切割中,需要提供辅助气体至切割的较前端,因此存在着一种限制:能够实现的高宽比只在一定范围之内。
光纤激光器是目前广泛认为亮度较高和红外激光束聚焦性较高的激光源,加上其它一些广为人知的光纤激光器的优势,令其在钣金切割应用中赢得快速增长的市场份额,在欧洲地区尤为明显。现在人们普遍接受并认同,对于切割厚度低于8毫米的金属材料,与CO2激光器相比,在获得相同切割质量的情况下,相同的功率能获得更高的切割速度,相同的切割速度只需要更小的功率。科学文献中有一些建议指出,这些不同波长的激光在切割大于10毫米厚的钢板过程时的表现存在着本质上的差异,显然这些说法的真实性还有待调查,但欧洲的光纤激光设备集成商已经开始针对厚板的切割质量做实质性改善。
● 作为泵浦源,单发射较泵浦二极管相比利用半导体二极管巴条和半导体二极管堆有更为值得信赖的优势。泵浦二极管的寿命通常大于10万小时,在整个激光加工系统使用寿命延续期间不需要更换。高强度的老化测试则进一步提高了可靠性。
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