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      濟南金維激光設備有限公司

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    新聞動態/ NEWS CENTER

    光纖激光器在光纖激光切割技術中的應用


    1.光纖激光器在常見激光加工中的應用

    目前,在全球市場上應用的光纖激光器已經超過百種型號,應用范圍廣泛。按照輸出功率可以依次分為三個層次:低功率光纖激光器(低于50W),主要應用于微加工、打標、調阻、精密鉆孔、噴碼、金屬雕刻等;中功率光纖激光器(50~500W),主要應用于薄金屬板的切割、打孔、焊接和表面處理;高功率光纖激光器(高于1000W),主要應用于厚金屬板材的切割、特殊板材的三維加工、金屬表面的熔覆等。

    光纖激光器與YAG激光器相比,具有一系列的優點:

    (1)輸出功率高達20kW,是目前國際上功率最高的激光器。波長在1.070um附近,對大部分材料吸收效率較高??捎糜诤附?、切割、打標、雕刻、熔覆及再制造等各類激光加工作業。

    (2)體積小,重量輕,便于移動。光束質量優良(11.6mm·mrad),焦點光斑直徑較?。?span>10~100um),光束在光纖中幾乎呈平行傳輸,易于和機械手配合,實現激光遠距離加工。

    (3)總體光電轉換效率高達25%~30%。壽命取決于半導體泵浦源,可以長時間穩定工作,維護方便,運行成本低。

    2.光纖激光器在激光切割技術中的應用

    前已述及,激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射處的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點,同時,與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質,從而實現割開工件的一種熱切割方法。決定切割動態的參數有波長、功率、光束質量和光斑大小等,脈沖光纖激光主要用于薄金屬的精細切割,而連續光纖激光則用于切割各種有厚度的材料,最厚可達1.5in(約為3.81mm)。波長1.070um的摻鏡光纖激光器是激光切割的理想光源,光纖激光器在切割領域的優點包括工作波長可調范圍寬(0.38~4.0pm),易于獲得高光束質量的千瓦級甚至兆瓦級超大功率輸出,具有良好的光束質量,并且有效功率范圍大、功率穩定、光斑小等。光纖激光器的動態工作功率范圍非常大,即使激光功率發生變化,光束焦點及其位置依然保持固定,從而使每次的處理結果始終保持一致。通過改變光學裝置可大范圍地改變光斑尺寸,從而允許終端用戶根據切割材料和壁厚選擇相應的功率密度。光纖激光器光束質量高,光斑小,脈沖能量高,非常適合薄材料的精細切割。脈沖切割方式產生的熔渣和熱影響區極小,是許多微加工領域必不可少的切割方式。光斑小,功率密度就高,相應的切割速度就快,切縫質量就好。

    光纖激光器脈沖調制可以實現對心血管支架、太陽能電池板硅片、模具等的切割。高功率多模激光通常用于薄板材和厚板材的連續切割。由于景深大、光斑小,厚金屬切割時形成的切口小、切壁直。

    高功率多模激光切割的常見應用領域包括汽車車身零件的三維切割,航空領域鋁、鈦合金材料的鐘釘孔切割,造船和鋼鐵行業的厚鋼板切割。

    由于光纖激光器在效率、散熱、光束質量等方面的明顯優勢,特別是近年來的強勁發展,及其在整個激光市場的份額不斷擴大,業已引起人們的廣泛關注,高功率光纖激光研究已成為國際上激光技術領域研究的熱點。國內越來越多的公司和科研單位投入到光纖激光切割研究之中,但是到目前為止,仍與國外有很大差距,一些關鍵技術還有待解決,如特種光纖技術、包層泵浦藕合技術、光纖光柵技術、半導體泵浦激光技術和光纖激光器整機技術等。隨著市場需求量的增長和生產工藝的流水線化,半導體泵浦激光器和光纖組件的生產成本將會顯著降低,未來的光纖激光器會有廣闊的發展前景。

    公司堅持質量第一方針,按照國標標準質量管理體系,不斷探索!不斷創新??!

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