Příklad analýzy aplikací laserového svařování s různými průměry jádra

Velikost průměru laserového jádra ovlivní ztráty přenosu a rozložení hustoty energie světla. Rozumný výběr průměru jádra je velmi důležitý. Nadměrný průměr jádra povede k deformaci módů a rozptylu při laserovém přenosu, což ovlivní kvalitu paprsku a přesnost zaostření. Příliš malý průměr jádra způsobí zhoršení symetrie optické hustoty výkonu jednomódového vlákna, což nevede k přenosu.vysoce výkonný laser.

1. Výhody a aplikace laserů s malým průměrem jádra (<100 μm)

Vysoce reflexní materiály: hliník, měď, nerezová ocel, nikl, molybden atd.;

()1）Pro vysoce reflexní materiály je třeba zvolit laser s malým průměrem jádra. Laserový paprsek s vysokou hustotou výkonu se používá k rychlému zahřátí materiálu do zkapalněného nebo odpařeného stavu, což zlepšuje absorpční rychlost laseru a dosahuje efektivního a rychlého zpracování. Volba laseru s velkým průměrem jádra může snadno vést k vysokému odrazu, což vede k virtuálnímu svařování a dokonce i k propálení laseru.

Materiály citlivé na praskání: nikl, poniklovaná měď, hliník, nerezová ocel, titanové slitiny atd.

Tento materiál obecně vyžaduje přísnou kontrolu tepelně ovlivněné zóny a malého množství taveniny, proto je vhodnější zvolit laser s malým průměrem jádra;

Vysokorychlostní laserové zpracování:

()3）Svařování hlubokým průnikem vyžaduje vysokorychlostní laserové zpracování a je nutné zvolit laser s vysokou hustotou energie, aby se zajistilo, že energie vedení bude dostatečná k tavení materiálu vysokou rychlostí, zejména pro přeplátované svařování, průvarové svařování atd., které vyžaduje vyšší hloubku průniku. Je lepší zvolit vhodný laser s malým průměrem jádra.

2. Výhody a aplikace laserů s velkým průměrem jádra (>100 μm)

Dosahuje se velkého průměru jádra a velkého světelné skvrny, velké plochy tepelného pokrytí, široké akční plochy a pouze mikrotavení povrchu materiálu, což je velmi vhodné pro aplikace v laserovém navařování, laserovém přetavování, laserovém žíhání, laserovém kalení atd. V těchto oblastech znamená velká světelná skvrna vyšší efektivitu výroby a nižší počet vad (tepelně vodivé svařování téměř nemá žádné vady).

Z hlediskasvařování, velké místo se používá hlavně prosvařování kompozitních materiálů, který se používá pro spojování s laserem s malým průměrem jádra: velký bod způsobí, že se povrch materiálu mírně roztaví a přemění se z pevné látky na kapalnou, což výrazně zlepšuje rychlost absorpce materiálu laserem, a poté se použije malé jádro. V tomto procesu, díky předehřátí velkého bodu, následnému zpracování a velkému teplotnímu gradientu danému roztavené lázni, není materiál náchylný k praskání způsobenému rychlým ohřevem a rychlým ochlazením. Může dosáhnout hladšího vzhledu svaru a nižšího rozstřiku než u řešení s jedním laserem.