Príklad analýzy aplikácií laserového zvárania s rôznymi priemermi jadra

Veľkosť priemeru jadra laseru ovplyvní straty prenosu a rozloženie hustoty energie svetla. Rozumný výber priemeru jadra je veľmi dôležitý. Nadmerný priemer jadra povedie k skresleniu módov a rozptylu pri laserovom prenose, čo ovplyvňuje kvalitu lúča a presnosť zaostrenia. Príliš malý priemer jadra spôsobí zhoršenie symetrie hustoty optického výkonu jednomódového vlákna, čo neprispieva k prenosu.vysokovýkonný laser.

1. Výhody a aplikácie laserov s malým priemerom jadra (<100 μm)

Vysoko reflexné materiály: hliník, meď, nehrdzavejúca oceľ, nikel, molybdén atď.;

()1）Pre vysoko reflexné materiály je potrebné zvoliť laser s malým priemerom jadra. Laserový lúč s vysokou hustotou výkonu sa používa na rýchle zahriatie materiálu do skvapalneného alebo odpareného stavu, čo zlepšuje mieru absorpcie laseru materiálom a dosahuje efektívne a rýchle spracovanie. Výber laseru s veľkým priemerom jadra môže ľahko viesť k vysokému odrazu, čo vedie k virtuálnemu zváraniu a dokonca k spáleniu laseru.

Materiály citlivé na praskanie: nikel, poniklovaná meď, hliník, nehrdzavejúca oceľ, titánové zliatiny atď.

Tento materiál vo všeobecnosti vyžaduje prísnu kontrolu tepelne ovplyvnenej zóny a malého tavného bazéna, preto je vhodnejšie zvoliť laser s malým priemerom jadra;

Vysokorýchlostné laserové spracovanie:

()3）Hlboké prenikanie vyžaduje vysokorýchlostné laserové spracovanie a je potrebné zvoliť laser s vysokou hustotou energie, aby sa zabezpečilo, že energia vedenia je dostatočná na tavenie materiálu vysokou rýchlosťou, najmä pri prekrývaní, prenikaní atď., ktoré vyžadujú vyššiu hĺbku prenikania. Je lepšie zvoliť vhodný laser s malým priemerom jadra.

2. Výhody a aplikácie laserov s veľkým priemerom jadra (> 100 μm)

Dosahuje sa veľký priemer jadra a veľký svetelný bod, veľká plocha tepelného pokrytia, široká akčná plocha a iba mikrotavenie povrchu materiálu, čo je veľmi vhodné pre aplikácie v laserovom oplášťovaní, laserovom pretavovaní, laserovom žíhaní, laserovom kalení atď. V týchto oblastiach znamená veľký svetelný bod vyššiu efektivitu výroby a menej chýb (tepelne vodivé zváranie nemá takmer žiadne chyby).

Z hľadiskazváranie, veľká škvrna sa používa hlavne nazváranie kompozitných materiálov, ktorý sa používa na zváranie s laserom s malým priemerom jadra: veľký bod spôsobuje mierne roztavenie povrchu materiálu, jeho premenu z pevného na kvapalný, čo výrazne zlepšuje mieru absorpcie materiálu do laseru, a potom sa používa malé jadro. V tomto procese, vďaka predhriatiu veľkého bodu, následnému spracovaniu a veľkému teplotnému gradientu danému roztavenému kúpeľu, nie je materiál náchylný na praskanie spôsobené rýchlym ohrevom a rýchlym chladením. Môže dosiahnuť hladší vzhľad zvaru a nižší rozstrek ako riešenie s jedným laserom.