發布日期：2022-10-09 點擊率：110
多年前，采用閃光燈泵浦全固態激光器就已實現了低熱量輸入點焊，而這種點焊技術現在可以采用零維護成本的光纖激光器得以實現。這些新型光纖激光器與YAG激光器具有相同的脈沖寬度、脈沖能量和相似的峰值功率。
脈沖光纖激光器
光纖激光器市場份額的快速增長，表明它們帶來的好處已被意識到。但直到最近，也只有連續波（CW）或CW調諧激光器可進行焊接。盡管脈沖激光焊接可以通過調制連續光纖激光束來得以實現，然而其平均功率取代峰值功率，需要一個更昂貴的較高的平均功率激光器來取得必要的多焦耳脈沖?，F在IPG開發了一種新型的光纖激光器，參考了使用最廣泛的閃光燈泵浦激光器的脈沖參數，包括脈沖寬度、脈沖能量、峰值功率和脈沖重復率。
在平均功率150瓦，峰值功率1500瓦的水平，這些風冷110V的激光器采用19英寸機架安裝成4U厚的設備，光電轉換效率是傳統YAG激光器的10倍，而且整個激光器只占一個YAG激光源機箱的一小部分空間。閃光燈、水冷式諧振器和自由空間光學，從二極管泵浦到光束輸出，都被一個完全密封的連續光纖系統替代。泵浦源有著壽命長、零維護成本的特點，是單個直接二極管發射器設備。泵浦源和諧振器所在的良性的熱環境直接影響到特定脈沖之間的穩定性，而這些將又在產生焊接的一致性和質量上直接反映出來。YLR-150/1500-QCW-AC激光器， 在平均功率150瓦脈沖模式和平均功率250W連續波（CW）模式下，產生的脈沖可達15J，然而大多數微焊接應用所要求的則是<5 J。
特色應用：脈沖激光焊接
圖1：單束點焊，304不銹鋼，多模光纖
這些光纖激光器，被稱為準連續波（QCW）激光器，多年前就能夠產生與Nd：YAG脈沖燈泵浦激光器完全相同類型的焊接。在較高的脈沖能量時，這可能是“釘頭”焊接面，如橫向焊接截面，如圖1所示。但為了產生一個連續的焊縫，這些焊點通過確定的數量和焊接速度簡單地重疊起來。如果要求達到密封焊接，那么一個焊點的重疊部分要求～65％。圖2顯示的是在鈦設備上通過重疊焊點取得的對接焊縫表面。如果要求實現較淺的半球狀焊接，也就是有限的傳導焊縫，需減少脈沖能量或功率密度。
點焊
這種新型的光纖激光器有著許多額外的優點。由于光束是在單模光纖中產生，激光束的可聚焦性或亮度都接近于完美的高斯光束形狀。這意味著當用相同的光學元件作為一個傳統的燈泵浦激光器，可以在工件上面實現一個更小的點和更高的功率密度。結果產生了較小的焊縫。然而，對于一些焊接應用，可能需要更加平頂形的光束，以及提供一個解決方案-QUICKFIT光纖連接器和一系列可選的光纖直徑。可提供從單模至200 μm多模的一系列光纖直徑，以及一系列準直透鏡焦距和附帶連接器的光束耦合器，這些幾乎可以取得無范圍限制的焊點大小。
圖2：鈦設備的對接焊表面
表1：IPG 準連續光纖激光器150W型號產品的規格概覽
從粗放金屬學分析，有證據表明光纖激光器獨一無二的脈沖間的穩定性是直接反映在孔隙的缺乏上，因此，焊接質量得以實現。
總結
IPG現在已能夠提供一個完全新型的脈沖光纖激光器，準連續光纖激光器應用與激光焊接，比之前使用的傳統閃光燈泵浦Nd：YAG激光器焊接有了極大的改善。
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