激光器的光束模式對激光加工效果有較大的影響。如下圖所示為幾種常見的激光器的光束形狀。以激光焊接為例,對于高斯分布的激光束,焊縫截面通常為細長的釘子形狀;而對于平頂分布的激光束,激光能量分布較為均勻,焊縫截面上部與下部的寬度較一致。
半導體激光器的光束呈平頂分布,光束能量分布均勻,適用于熔覆、釬焊以及表面熱處理等應(yīng)用。創(chuàng)鑫激光HDLS高功率光纖耦合半導體激光系統(tǒng)具有比光纖激光器更高的電光轉(zhuǎn)換效率、更緊湊的體積以及更具競爭力的價格。激光通過光纖傳導輸出,適合于與自動化設(shè)備配套,實現(xiàn)柔性加工。
創(chuàng)鑫激光HDLS半導體激光器的應(yīng)用
激光熔覆
激光熔覆是指在被熔覆基體表面上放置涂層材料,經(jīng)激光輻照使之與基體表面同時熔化,快速凝固后形成與基體成冶金結(jié)合的表面涂層。激光熔覆能顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性,從而達到表面改性或修復的目的,既滿足了對材料表面特定性能的要求,又節(jié)約了大量的貴重元素。激光熔覆工藝主要應(yīng)用于模具、軸承等貴重易損件的材料表面改性、表面修復,具有極高的經(jīng)濟價值。如圖所示為典型的激光熔覆過程。
激光釬焊
激光釬焊時采用激光作為熱源,釬料熔化填充接頭間隙,實現(xiàn)被焊母材的連接。釬焊前對工件必須進行細致加工和嚴格清洗,除去油污和過厚的氧化膜,保證接口裝配間隙。釬焊變形小,接頭光滑美觀,適合于焊接精密、復雜和由不同材料組成的構(gòu)件,如透平葉片、硬質(zhì)合金刀具和印刷電路板等。由于半導體激光器平頂光束能量均勻的特點,激光熔覆時一般采用半導體激光器作為熱源。
激光焊接
激光焊接因其深寬比大、熱輸入量小等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于不銹鋼、鋁、銅等多種材料及異種材料的焊接。相較光纖激光器,半導體激光器光束能量分布均勻、光斑較粗,適用于塑料焊接,以及五金等行業(yè)焊接工件接頭間隙較大的場合,焊縫表面平整,可容許接頭一定的間隙,焊接質(zhì)量優(yōu)良。如下圖所示為1.0mm厚SUS304不銹鋼對接焊的焊縫宏觀形貌及截面金相。
焊縫宏觀形貌
焊縫截面金相
由焊縫金相可知,采用半導體激光器焊接不銹鋼材料時,焊縫較寬,為典型的熱導焊。對于五金等行業(yè)接頭存在一定間隙的薄板焊接場合,半導體激光焊接是一種高效、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的焊接工藝。
創(chuàng)鑫激光HDLS半導體激光器參數(shù)介紹
創(chuàng)鑫激光提供150W、1500W、3000W及4500W等幾種半導體激光器產(chǎn)品,激光功率連續(xù)可調(diào),通過光纖傳導,可與與機床、機器人等進行系統(tǒng)集成,適用于激光熔覆、激光焊接、激光釬焊等應(yīng)用場合。