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“国际巨头”---IPG光纤激光器及应用

  在航空航天市场,光纤激光器也在被广泛接受和应用,比如大飞机项目和航天项目以及快速成型制造和修复等领域,究其原因是因为光纤激光器在加工钛、铝合金等航空航天特殊金属材料方面有其独到的工艺优势。

  1.激光焊接领域的应用

  光纤激光器的光束质量好,连续功率大,适用于深熔焊和浅表热导焊。连续激光通过调制可提供激光脉冲,从而获得高峰值功率和低平均功率,适用于需要低热输入要求的焊接。由于高功率激光的调制频率高达1万赫兹,因而能够提高脉冲焊接的产能。光纤输送方式使激光能够灵活地集成在传统焊钳、振镜头、机器人和远程焊接系统内。无论采用何种光束输送方式,光纤激光器都具有无可比拟的性能。典型的点焊应用包括依靠振镜头传送光束,从而完成剃须刀片和硬盘挠曲的焊接,从而充分地利用光纤激光器的脉冲功能。光纤激光器的光斑小,焦距长,因而远距离激光焊接的能力大大提高。1-2米的工作间距与传统机器人相比使工作区域提高了数倍,配备光纤激光器的远程焊接工位包括车门焊接、多点焊接和整个车身框架的搭接焊接。光纤激光器焊接的其它例子包括传动部件全熔焊、船用厚钢板深熔焊、电池组密封焊接、高压密封等等。

  2.激光切割领域的应用

  波长1070nm的掺镱光纤激光器是激光切割的理想光源,光纤激光器在切割领域的部分优点包括工作波长、数千瓦功率、良好的波束质量、有效功率范围大、功率稳定、光斑小。光纤激光器的动态工作功率范围非常大,即使激光功率发生变化,光束焦点及其位置依然保持固定,从而使每次的处理结果始终保持一致。通过改变光学装置的配置可大范围的改变光斑尺寸,从而允许终端用户根据切割材料和壁厚选择相应的功率密度。光纤激光器光束质量高、光斑小、脉冲能量高,非常适合薄材料的精细切割。脉冲切割方式产生的熔渣和热影响区(HAZ)极小,是许多微加工领域必不可少的切割方式。光斑小,功率密度就高,相应的切割速度就快,切缝质量好。光纤激光器脉冲调制切割的例子包括心血管支架切割、太阳能电池板硅片切割、模具切割等。高功率多模激光通常用于薄板材和厚板材的连续切割。由于景深大、光斑小,因而厚金属切割时形成的切口小,切壁直。高功率多模激光的常见应用领域包括汽车车身零件的3-D切割,如液压成形管件、耐高温钢等,航空领域铝、钛合金材料的铆钉孔切割,造船和钢铁行业的厚钢板切割。

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