隨著激光切割在制造業中的廣泛應用,如何正確選擇激光源是制造商需要面臨的一個現實問題。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、系統集成要求等,當然還要考慮預算。每一種激光源都有其特性,可以滿足不同的切割要求,當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。激光源出現在光纖內,因此不用進行校正,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到10微米。這種緊湊型的激光器通常以兩種配置出現: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: 單發光面器件功率的提高,新冷卻通道技術的出現,加上可以將光束聚焦為直徑小于1000微米光纖的微光學元件技術的發展,都推進了二極管作為焊接激光器的出現。
碟片式激光器: 扁平的Yd:YAG晶體薄盤置于CW激光器的中心——碟式激光器這種設計是為了避免出現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。采用這種設計進行冷卻可以使激光器功率達到10kW,同時可以保證光束質量。
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平均功率可以產生6kW的高峰值功率。這種高峰值功率和窄脈寬的結合不僅保證了材料焊接的質量,還為能量輸入提供了有效的控制。
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