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光纖激光邁入材料加工新世紀

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

隨著高亮度激光的最新開展,在許多全新的範疇中,激光資料加工運用的時機不斷添加。咱們以技能十分老練的寶石棒布局固體激光器為例,其有關的兩個徹底不一樣的開展方向值得重視。一方麵,寶石棒的將其直徑擴展,而長度削減為幾百個微米,這就成果了盤式激光器。另一方麵,將棒的長度加大,直徑減小,這就變成光纖激光。

談到光纖激光,光纖的長度確保了光束質量挨近衍射極限(在給定波長的激光中,理論極限,或最小可以的聚集尺度)。這種激光的諧振腔無須進行任何調整,光束質量是被光纖的物理特性所標準。光纖激光除了以上的兩大優勢之外,還應當知道,其泵浦能量可以經過傳輸光纖進行耦合,傳輸至有源光纖或受激光纖,然後免去了二極管泵浦源到光纖激光的光學調整的繁瑣的進程。

其間BPP 值越小標明光束質量越好。與其它激光比較,光纖激光體現出十分好的光束質量(隻要在5千到一萬瓦規模內略遜於二氧化碳激光器)。在Fraunhofer 咱們共同以為,光纖激光具有更為寬廣的將來。

在德國的Dresden, Fraunhofer IWS 以及在美國密執根的Plymouth的IWS 分支機構中咱們具有以下表格中的各種光纖激光可以用於工業加工開展的研討。

這些光纖激光具有以下特色:體積十分小,在泵浦源與結尾的光學聚集體係之間沒有任何需求進行準之調理的零件,無須進行任何調整,很高的電光變換功率 (25-30 %)。此外,光纖激光具有十分優異的光束質量和超長的泵浦源壽數(超越5萬小時)。咱們可以運用很小的擴束準直體係,進而可以運用尺度很小的振鏡體係進行高速光束控製。

15微米直徑的光纖長度約束在數米規模內,由於存在拉曼散射效應, 它將在運用較長的光纖傳輸時削減輸出能量。而50微米的光纖約束在15米長度以內, 100和200微米的光纖長度沒有約束!

若是運用光閘或纖-纖耦合接頭,有必要運用100微米的光纖出, 50微米的光纖進,或運用200微米的光纖出,100微米的光纖進。以上兩種狀況光束質量可以到達8mm.mrad。這與盤式激光適當,而焊接的成果,兩種激光器十分挨近。

歸納起來,在 Fraunhofer運用的光纖激光體係十分安穩,沒有發生過任何疑問。而燈泵浦體係自身則存在十分多的慣例疑問。有些其它的光纖激光用戶提到過,在操作中的光學反射疑問,到目前為止對咱們而言還沒有形成任何困惑。咱們的實驗數據標明,光學反射沒有對激光器的輸出功率形成任何影響。即使如此,咱們在實際操作中不建議運用與工件筆直的光束規劃,而運用微微歪斜6度左右的視點。在切開和焊接鋼材和鋁材時沒有發生任何疑問,但相同的操作,工件為銅材時,狀況較為雜亂,需求很小心腸進行處置。

在咱們的研討中,由於光纖激光優異的光束質量,焊接的深度和速度可以到達與電子束焊接適當的細窄焊縫。

由於咱們有限的CO2激光的能量規模,咱們僅就3.5千瓦的CO2激光進行了比照實驗。盤式激光的焊接數據有些違背,由於咱們運用的是4kW 輸出功率的TRUMPF''s HLD4002 盤式激光。相同,咱們運用了其它光纖激光的數據,BIAS Bremen 的4.0kW YLR7000 光纖激光 (300 微米光纖)。總歸,以下數據標明並非不一樣的激光會形成不一樣的焊接成果,而是不一樣的光束質量。正如兩種不一樣光束質量,其它參數極為挨近的光纖激光,實驗成果卻截然不一樣。

定論可以這樣聲明,高功率光纖激光十分合適用於不一樣的焊接和切開運用。高光束質量,供給更多其它激光體係無法供給的時機和十分好的體現。

別的一方麵, 采辦一個激光器還應當思考許多的重要的要素,其間包含出資費用、運轉費用、保護和修理費用等。但是,最重要的一點是在結尾的成果有必要可以不斷重複,這就需求光束質量有必要十分安穩,它是一個最重要的根本要素。

最終,跟著高功率光纖激光的開展,光纖激光器在資料加工範疇現已邁進了一個新的激光世紀!

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