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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2020-06-06 我要評論(0 )   

在許多工業(yè)應用中,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,有色金屬對激光的吸收很...

在許多工業(yè)應用中,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,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,而生產中的焊接錯誤往往導致廢品。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量、均勻的焊接結果。藍色激光束的可用性開辟了新的應用可能性。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體激光器誕生了,目前已實現工業(yè)應用制造并急需得到優(yōu)化。這一全球獨一無二的發(fā)展為激光技術開辟了一個新的領域:在藍光波長范圍內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更有效地加工。藍光LDM半導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,在批量生產中需要更大的技術突破來實現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)的半導體激光強度也有助于獲得最佳的加工效果。此外,Laserline久經考驗的半導體激光技術允許在毫秒內對激光功率進行精細分級調節(jié),從而最佳地適應工藝要求。無論焊接前材料的表面質量如何,銅焊接過程中產生的焊縫都非常干凈和光滑。它們具有極好的導電性,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Ш附拥目赡苄允沟迷诤附硬煌饘贂r,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動領域,藍色激光器在生產中的應用有著新的潛力。例如,在電動汽車的制造過程中,銅的加工量比內燃機轎車的加工量更多,為藍色激光提供了更多的應用可能。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體激光器實現連接。

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。由于接縫質量高,該工藝也非常適合應用于電氣工程,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、電池等領域將有很大的發(fā)揮空間。


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