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光纖激光器

SPI產(chǎn)品的高產(chǎn)量激光焊接應(yīng)用

johnny 來源:激光制造網(wǎng)2019-01-23 我要評(píng)論(0 )   

光纖激光器現(xiàn)已發(fā)展成為極其可靠和穩(wěn)定的工業(yè)工具。這些激光器具有獨(dú)特的功能,可以改進(jìn)各種工業(yè)和制造工藝。本應(yīng)用指南特別關(guān)注

光纖激光器現(xiàn)已發(fā)展成為極其可靠和穩(wěn)定的工業(yè)工具。這些激光器具有獨(dú)特的功能,可以改進(jìn)各種工業(yè)和制造工藝。


本應(yīng)用指南特別關(guān)注電子行業(yè)(鋰離子手機(jī)電池)和醫(yī)療市場(chǎng)(起搏器和焊接植入設(shè)備)中的薄金屬部件的大批量焊接。這與我們關(guān)于焊接主題的其他應(yīng)用筆記之間的關(guān)鍵區(qū)別在于體積。該筆記重現(xiàn)了具有數(shù)百萬件零件吞吐量的用戶的真實(shí)生活體驗(yàn),其中減少1%廢料的工藝改進(jìn)每年可節(jié)省超過100,000,000美元甚至更多。


介紹

起始位置被視為現(xiàn)有的激光用戶,其部署大量基于YAG的閃光燈或DPSS焊接系統(tǒng),用于通常厚度小于1mm且通常更薄的零件。材料可以是不銹鋼,鋁或鍍鎳鋼。

部署的YAG激光系統(tǒng)(通常小于400W 連續(xù)功率)將受到桿激光器的標(biāo)準(zhǔn)(基于物理的)限制,這可能導(dǎo)致CW輸出功率,焦點(diǎn)和光束質(zhì)量的基于時(shí)間的波動(dòng)。激光性能的這種基于時(shí)間的參數(shù)變化當(dāng)然會(huì)引起基于時(shí)間的焊接性能差異。焊縫焊接和批次間的焊縫強(qiáng)度變化不利于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。最小化這種基于時(shí)間的波動(dòng)成為專業(yè)激光維護(hù)人員的工作。


在許多行業(yè)中,激光被視為最后的工具,因?yàn)閷⒓す夤に嚤3衷诰o密的Cpk值所需的持續(xù)維護(hù)在備件中成本高昂,并且需要定期將工藝脫機(jī)。除此之外,目前大多數(shù)大批量生產(chǎn)都在亞洲進(jìn)行,專業(yè)的激光支持技術(shù)比在美國(guó)或歐洲更為罕見,可以看出,大批量激光焊接往往是在尋找許多解決方案的問題。公司。


激光焊接

薄金屬部件中的點(diǎn)焊或縫焊對(duì)激光輸出功率穩(wěn)定性很敏感,因?yàn)樽兓瘯?huì)改變焊縫熔深(縫焊)或?qū)е聸_孔或焊縫飛濺(點(diǎn)焊)。

非常薄的部件,例如在磁盤驅(qū)動(dòng)器或醫(yī)療設(shè)備部件上發(fā)現(xiàn)的焊接,特別容易發(fā)生這種工藝變化。


光纖激光器內(nèi)部

雖然YAG激光器通常是由閃光燈泵浦并使用反射鏡和準(zhǔn)直光學(xué)器件的摻雜玻璃棒,但光纖激光器是在摻雜光纖的低于20um的核心內(nèi)產(chǎn)生的。不需要鏡子,因?yàn)榉Q為布拉格光柵的基于光纖的裝置用于產(chǎn)生激光腔的鏡子。整個(gè)光纖激光腔由玻璃纖維組件制成,拼接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),無需調(diào)整或定期維護(hù)。


為海底電信網(wǎng)絡(luò)(MTTF速率超過400,000小時(shí))創(chuàng)建的多個(gè)(用于冗余)單發(fā)射二極管用于泵浦摻雜光纖。因此實(shí)際上整個(gè)系統(tǒng)被創(chuàng)建并保持在單模光纖內(nèi),直到傳送準(zhǔn)直器。這確保了不需要對(duì)準(zhǔn),熱透鏡或光學(xué)器件的校準(zhǔn)(因?yàn)闆]有玻璃光學(xué)器件)。


當(dāng)然,證據(jù)就在于應(yīng)用:我們的激光器擁有24小時(shí)/7天,365天運(yùn)行的大批量制造客戶,他們測(cè)量的激光停機(jī)時(shí)間低于1%,包括開啟和預(yù)熱(光纖激光器提供即時(shí)開啟和無預(yù)熱)。


光纖激光器的工藝優(yōu)勢(shì)

這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下:

  • 單模光纖僅承載TEM00輸出,M2為1.1或更小
  • 輸出功率在很寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)高度穩(wěn)定,為+/- 0.5%
  • 激光通過小型BDO(光束傳輸光學(xué)元件)提供光纖傳輸,輸出5mm準(zhǔn)直激光束到焊接頭的聚焦光學(xué)系統(tǒng)
  • 泵送方案無需維護(hù),可延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間并消除耗材成本
  • 缺少熱透鏡可確保激光器不會(huì)偏離校準(zhǔn)或隨時(shí)間變化輸出功率
  • 光學(xué)部件的缺乏確保了不隨時(shí)間或振動(dòng)的對(duì)準(zhǔn)漂移
在CW模式下使用光纖激光器進(jìn)行鋁焊接。 在脈沖模式下使用光纖激光器進(jìn)行鋁焊接。

在CW模式下使用光纖激光器進(jìn)行鋁焊接。在脈沖模式下使用光纖激光器進(jìn)行鋁焊接。


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