浏览数量: 0 作者: 本站编辑 发布时间: 2019-12-27 来源: 本站
随着半导体芯片技术和光学技术的发展,半导体激光器的输出功率不断提高,光束质量显着提高,在工业领域得到了更多的应用。
目前,工业大功率半导体激光器的输出功率和光束质量已超过灯泵浦YAG激光器,并接近半导体泵浦YAG激光器。
半导体激光器已逐渐应用于塑料焊接、熔覆与合金化、表面热处理、金属焊接等领域。
(1)激光塑料焊接
半导体激光器的光束是截面光强空间分布均匀的平峰光束。
与YAG激光器的光束相比,半导体激光器的光束在塑料焊接应用中可以获得更好的焊接一致性和焊接质量,并且可以进行宽缝焊接。
塑料焊接应用中半导体激光器的功率要求不高,一般为50~700W,光束质量小于100mm/mrad,光斑尺寸为0.5~5mm。
采用该技术进行焊接不会损伤工件表面,局部加热减少了塑件的热应力,避免了嵌入式电子元件的破坏,更好地避免了塑料熔化。
通过优化材料和颜料,可以通过激光塑料焊接获得不同的合成颜色。
目前,半导体激光器已广泛应用于密封容器、电子元件外壳、汽车零部件及国外塑料件的焊接。
(2)激光熔覆及表面热处理
对高耐磨、耐腐蚀的金属零件进行表面热处理或局部熔覆,是半导体激光在机械加工中的重要应用。
用于激光熔覆和表面热处理的半导体激光器功率为1~6kW,光束质量为100~400mm/mrad,光斑尺寸为2×2mm2~3×3mm2或1×5平方毫米。
与其他激光器相比,半导体激光束熔覆和表面热处理的优点在于电光效率高、吸收率高、维护成本低、光斑形状为矩形、光强分布均匀。
目前,半导体激光熔覆及表面热处理已广泛应用于电力、石化、冶金、钢铁、机械等工业领域,并成为新材料制备、金属零件快速直接制造、绿色环保的重要手段之一。失效金属部件的再制造。
(3)激光金属焊接
高功率半导体激光器广泛应用于金属焊接,从汽车工业的精密点焊到生产材料的热传导焊接和管道的轴向焊接。
用于薄板金属焊接的半导体激光器要求功率为300~3000W,光束质量为40~150mm/mrad,光斑尺寸为0.4~1.5mm,焊接材料厚度为0.1~2.5mm。
由于热量输入低,零件的变形被保持在最低限度。
高功率半导体激光器可进行高速焊接,焊缝光滑美观,在焊接工艺和焊前焊后省工方面具有特殊优势,非常适合工业焊接的不同需求,将逐步取代传统的焊接方法。
(4)激光打标
激光打标技术是激光加工中最大的应用之一。
目前使用的有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器。
但随着激光光束质量的提高,半导体激光打标机已经应用于打标领域。
LIMO推出了光束质量高达5mm/mrad的50W直接输出半导体激光器和50m光纤耦合的25W直接输出半导体激光器,满足了打标应用对激光输出功率和光束质量的要求。
(5)激光切割
高功率半导体激光器在切割领域的应用起步较晚。
在德国教育和研究部模块化半导体激光系统(MDS)项目的支持下,弗劳恩霍夫研究所于2001年开发出功率为800W的半导体激光切割机,可在10mm厚的钢板上进行切割。切割速度0.4m/min。
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