Viisi suurteho-puolijohdelasersovellusta teollisuuskentällä

Mar 02, 2020 Jätä viesti

Puolijohdesiruteknologian ja optisen teknologian kehittymisen ansiosta puolijohdelaserien lähtötehoa on jatkuvasti parannettu, säteen laatua on parannettu merkittävästi ja teollisuuden alalla on saatu lisää sovelluksia. Tällä hetkellä teollisuuden suuritehoisten puolijohdelaserien lähtöteho ja säteen laatu ovat ylittäneet lamppupumpulla pumpatut YAG-laserit ja ovat lähellä puolijohdepumppuisia YAG-lasereita. Puolijohdelasereja on vähitellen sovellettu muovihitsaukseen, verhoukseen ja seokseen, pintalämmönkäsittelyyn, metallihitsaukseen jne., ja ne ovat myös edistyneet jonkin verran merkitsemisen, leikkaamisen ja muiden näkökohtien osalta.

Laser plastic welding

1.Laser muovihitsaus

Puolijohdelaserin säde on tasainen palkki, ja poikkileikkauksen valotehon tilajako on suhteellisen yhtenäinen. YAG-laserin säteeseen verrattuna puolijohdelaserin säde muovihitsaussovelluksissa voi parantaa hitsauksen yhtenäisyyttä ja hitsauslaatua ja suorittaa leveän urahitsauksen. Puolijohdelaserien tehovaatimukset muovihitsaussovelluksissa eivät ole korkeat, yleensä 50 ~ 700W, säteen laatu on alle 100mm / mrad ja spot-koko on 0,5 ~ 5 mm. Hitsaus tällä tekniikalla ei vahingoita työkappaleen pintaa, paikallinen lämmitys vähentää muoviosien lämpörasitusta, voi välttää upotettujen elektronisten komponenttien vahingoittumisen ja välttää paremmin muovin sulamisen. Optimoimalla raaka-aineet ja pigmentit lasermuovihitsaus voi saada erilaisia synteettisiä värejä. Tällä hetkellä puolijohdelasereita on käytetty laajalti hitsauskomponenttien, kuten suljettujen säiliöiden, elektronisten komponenttikoteloiden, autonosien ja heterogeenisten muovien hitsaamiseen.

laser cladding

2.Laserverhous ja pintalämpökäsittely

Puolijohdelaserien tärkeä käyttöprosessissa on pintalämmönkäsittely tai metalliosien paikallinen verhous, jolla on korkeat kulumiskestävyys- ja korroosionkestävyysvaatimukset. Kansainvälisesti laserverhoiluun ja pintalämmönkäsittelyyn käytettävien puolijohdelaserien teho on 1–6 kW, säteen laatu 100–400 mm / mrad ja pistekoko 2 × 2–3 × 3 mm 2 tai 1 × 5 mm 2. Muihin laseriin verrattuna puolijohdelasersäteillä verhoilun ja pintalämmön käsittelyn etuja ovat korkea elektro-optinen hyötysuhde, korkea materiaalin absorptio, alhaiset huoltokustannukset, suorakaiteen muotoinen pistemuoto ja tasainen valon voimakkuuden jakautuminen. Tällä hetkellä puolijohdelaserverhoilua ja pintalämpökäsittelyä on käytetty laajalti sähkövoiman, petrokemian, metallurgisen, teräksen, koneiden ja muiden teollisuudenalojen aloilla, ja niistä on tullut yksi tärkeä keino uusien materiaalien valmistuksessa, metalliosien nopeassa ja suorassa valmistuksessa sekä epäonnistuneiden metalliosien vihreässä uudelleenvalmistuksessa.

laser metal welding

3.Lasermetallihitsaus

Suuritehoilla puolijohdelasereilla on monia sovelluksia metallihitsaukseen aina autoteollisuuden tarkkuuspistehitsauksesta tuotantomateriaalien lämmönjohtavuuteen ja putkien aksiaalihitsaukseen. Hitsaamisen laatu on hyvä, eikä myöhempää käsittelyä tarvita. Metallilevyhitsaukseen käytettävä puolijohdelaser vaatii 300-3000W:n tehon, 40–150 mm/mrad-säteen laadun, 0,4–1,5 mm:n pistekoon ja 0,1–2,5 mm:n hitsausmateriaalin paksuuden. Alhaisen lämmönsyötön vuoksi osien vääristyminen pidetään mahdollisimman vähäisenä. Suuritehoiset puolijohdelaserit voivat suorittaa nopeaa hitsausta sileillä ja kauniilla hitseilla. Sillä on erityisiä etuja työvoiman säästämiseksi hitsauksen aikana ja sen jälkeen, ja se sopii erittäin hyvin teollisen hitsauksen erilaisiin tarpeisiin. Se korvaa vähitellen perinteiset hitsausmenetelmät.

laser marking

4.Lasermerkintä

Lasermerkintätekniikka on yksi laserkäsittelyn suurimmista sovellusalueista. Tällä hetkellä käytettyjä lasereita ovat YAG-laserit, CO2-laserit ja puolijohdepumppulaserit. Puolijohdelasersäteen laadun parantuessa puolijohdelasermerkintäkoneita on kuitenkin alettu käyttää merkintäalalla.

laser metal cutting

5.Laserleikkaus

Suuritehoisten puolijohdelaserien käyttö leikkauskentällä alkoi myöhään. Saksan opetus- ja tutkimusministeriön "Modulaarisen puolijohdelaserjärjestelmän" (MDS) tuella Saksan Fraunhofer-instituutti kehitti vuonna 2001 puolijohdelaserleikkauskoneen, jonka teho oli 800W. 0,4m / min.