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獨山子激光焊接中的激光器分類

文章出處:常見問題 責任編輯:東莞市厚街旭鑫五金加工廠 發表時間:2021-07-21
  

激光焊接中的激光器分類

用于焊接的主要有兩種激光,即CO2激光和Nd:YAG激光。CO2激光和Nd:YAG激光都是肉眼不可見紅外光。Nd: YAG激光產生的光束主要是近紅外光,波長為1.06 Lm,熱導體對這種波長的光吸收率較高,對于大部分金屬,它的反射率為20% ~ 30%。只要使用標準的光鏡就能使近紅外波段的光束聚焦為直徑0.25mm。CO2 激光的光束為遠紅外光,波長為10.6Lm,大部分金屬對這種光的反射率達到80%~90%,需要特別的光鏡把光束聚焦成直徑為0.75-0.1mm。Nd:YAG激光功率一般能達到4000~ 6000W左右, 現在最大功率已達到10000W。而CO2激光功率卻能輕易達到20000W甚至更大。

大功率的CO2 激光通過小孔效應來解決高反射率的問題,當光斑照射的材料表面熔化時形成小孔,這個充滿蒸氣的小孔猶如一個黑體,幾乎全部吸收入射光線的能量,孔腔內平衡溫度達25 000e左右,在幾微秒的時間內,反射率迅速下降。CO2激光器的發展重點雖然仍集中于設備的開發研制,但已不在于提高最大的輸出功率,而在于如何提高光束質量及其聚焦性能。另外,CO2 激光10 kW以上大功率焊接時,若使用氬氣保護氣體,常誘發很強的等離子體,使熔深變淺。因此,CO2 激光大功率焊接時,常使用不產生等離子體的氦氣作為保護氣體。

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用于激發高功率Nd: YAG晶體的二極管激光組合的應用是一項重要的發展課題,必將大大提高激光束的質量,并形成更加有效的激光加工。采用直接二極管陣列激發輸出波長在近紅外區域的激光,其平均功率已達1kW,光電轉換效率接近50% 。二極管還具有更長的使用壽命(10000 h), 有利于降低激光設備的維護成本。二極管泵浦固體激光設備(DPSSL)的開發。

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