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解決方案

藍光激光相對于紅外激光的優(yōu)勢

來源:激光制造網(wǎng)2020-06-06 我要評論(0 )   

在許多工業(yè)應(yīng)用中,紅外激光器都取得了很好的效果。然而,對于有色金屬,特別是銅的加工,紅外光束不太適合。一個根本原因是在這個波長范圍內(nèi),有色金屬對激光的吸收很...

在許多工業(yè)應(yīng)用中,紅外激光器都取得了很好的效果。然而,對于有色金屬,特別是銅的加工,紅外光束不太適合。一個根本原因是在這個波長范圍內(nèi),有色金屬對激光的吸收很低。正因為如此,焊接過程往往運行不穩(wěn)定,而生產(chǎn)中的焊接錯誤往往導(dǎo)致廢品。為了獲得高的吸收率,使用波長為450nm的藍光是理想的。在銅的激光加工中,多次高吸收有助于獲得高質(zhì)量、均勻的焊接結(jié)果。藍色激光束的可用性開辟了新的應(yīng)用可能性。不僅適用于銅、金等有色金屬的激光加工,也適用于不同金屬的焊接。

在為期三年內(nèi)的德國政府研究計劃EffiLAS(高效大功率激光束源)的支持下,第一臺藍光千瓦級半導(dǎo)體激光器誕生了,目前已實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用制造并急需得到優(yōu)化。這一全球獨一無二的發(fā)展為激光技術(shù)開辟了一個新的領(lǐng)域:在藍光波長范圍內(nèi)利用激光輻射加工材料。



 

Laserline在2019年已研制出第一臺大功率半導(dǎo)體藍光激光器,大大提高了有色金屬激光材料的加工性能。特別是薄箔和薄板采用藍光激光能實現(xiàn)更有效地加工。藍光LDM半導(dǎo)體激光器提供了更多的優(yōu)勢。

 

利用以前可用的工業(yè)激光束源,在批量生產(chǎn)中需要更大的技術(shù)突破來實現(xiàn)令人滿意地加工高反射金屬,如銅。藍光激光器開辟了新的機會,首先銅和金吸收的藍光譜激光比紅外激光要高7到20倍。

除了藍光的高吸收率,大大簡化了銅的熔化,使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光強度也有助于獲得最佳的加工效果。此外,Laserline久經(jīng)考驗的半導(dǎo)體激光技術(shù)允許在毫秒內(nèi)對激光功率進行精細分級調(diào)節(jié),從而最佳地適應(yīng)工藝要求。無論焊接前材料的表面質(zhì)量如何,銅焊接過程中產(chǎn)生的焊縫都非常干凈和光滑。它們具有極好的導(dǎo)電性,在相鄰的材料區(qū)域只有少量的飛濺。材料效率也特別高,因為藍光激光一方面不需要在接縫區(qū)域進行任何重疊或材料加固。另一方面,在藍光激光輻照下,液態(tài)銅具有很高的間隙橋接能力??刂茻釋?dǎo)焊接的可能性使得在焊接不同金屬時,優(yōu)先使用銅作為上部連接部件成為可能。即使是銅粉和薄銅箔也可以與鋼和鋁等其他材料連接。在焊接箔材時,對焊和邊緣焊已經(jīng)取得了相當大的效果。

 

與紅外激光相比,焊接銅所需的總能量消耗減少了84%,而焊接金所需的總能量消耗則減少了92%。這是因為現(xiàn)在1千瓦足夠焊接銅,0.5千瓦足夠焊接金,而不是10千瓦。

在再生能源和替代驅(qū)動領(lǐng)域,藍色激光器在生產(chǎn)中的應(yīng)用有著新的潛力。例如,在電動汽車的制造過程中,銅的加工量比內(nèi)燃機轎車的加工量更多,為藍色激光提供了更多的應(yīng)用可能。例如,在電池制造中,10微米薄銅箔被連接在一起或與其他金屬連接在一起。這是異種金屬第一次通過藍光高功率半導(dǎo)體激光器實現(xiàn)連接。

建造風力渦輪機需要更多的銅。大型海上風力渦輪機使用多達30噸的銅——在這里,激光的使用在未來是可以想象的。由于接縫質(zhì)量高,該工藝也非常適合應(yīng)用于電氣工程,特別是在電力電子元件的制造中,接頭必須特別耐溫。

總的而言,相對于紅外激光,藍光半導(dǎo)體激光器對非鋼鐵金屬加工,擁有很大的優(yōu)勢,在電子、能源、汽車、電池等領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮陌l(fā)揮空間。


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藍光激光紅外激光
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