隨著激光切割在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用,如何正確選擇激光源是制造商需要面臨的一個現(xiàn)實問題。目前市場上可選擇的激光源有光纖、脈沖Nd:YAG、二極管、碟片還有CO2激光源(CW Nd:YAG激光源基本上已經(jīng)被光纖和碟式激光器取代了,因此本文沒有述及)。選擇那一種激光源要充分考慮到各種因素,如切割的材料、接頭幾何形狀、切割速度、形位公差、系統(tǒng)集成要求等,當(dāng)然還要考慮預(yù)算。每一種激光源都有其特性,可以滿足不同的切割要求,當(dāng)然在某些情況下也有可替代性。
◆ CO2激光器 CO2氣體激光器,波長為10604nm,功率1~20千瓦,是一種非常成熟的激光器,而且是自上個世紀(jì)八十年以來一直是大功率加工的最主要激光源。
光纖激光器: 這種高效的二極管泵浦激光器其實是一種小芯徑硅基光纖。激光源出現(xiàn)在光纖內(nèi),因此不用進(jìn)行校正,而且將小芯徑光纖映射到聚焦鏡上時,焦點尺寸最小可以達(dá)到10微米。這種緊湊型的激光器通常以兩種配置出現(xiàn):低功率焊接(小于300W)的單一模式;以及用于大功率焊接的多模式。
二極管激光器: 單發(fā)光面器件功率的提高,新冷卻通道技術(shù)的出現(xiàn),加上可以將光束聚焦為直徑小于1000微米光纖的微光學(xué)元件技術(shù)的發(fā)展,都推進(jìn)了二極管作為焊接激光器的出現(xiàn)。
碟片式激光器: 扁平的Yd:YAG晶體薄盤置于CW激光器的中心——碟式激光器這種設(shè)計是為了避免出現(xiàn)棒狀激光器的固有問題,而采用了0.01in厚的圓盤,另一面用冷卻裝置支撐。采用這種設(shè)計進(jìn)行冷卻可以使激光器功率達(dá)到10kW,同時可以保證光束質(zhì)量。
脈沖Nd:YAG激光器: 這種激光器采用單一的Nd:YAG激光棒,通過閃光燈激勵產(chǎn)生焊接所使用的高峰值和低平均功率。比如,一個相對較低的功率,35W平均功率可以產(chǎn)生6kW的高峰值功率。這種高峰值功率和窄脈寬的結(jié)合不僅保證了材料焊接的質(zhì)量,還為能量輸入提供了有效的控制。
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