Exemplu de analiză a aplicațiilor de sudare cu laser cu diferite diametre ale miezului

Dimensiunea diametrului miezului laserului va afecta pierderile de transmisie și distribuția densității de energie a luminii. Alegerea rezonabilă a diametrului miezului este foarte importantă. Un diametru excesiv al miezului va duce la distorsiuni și împrăștieri ale modului în transmisia laserului, afectând calitatea fasciculului și precizia focalizării. Un diametru prea mic al miezului va duce la înrăutățirea simetriei densității de putere optică a fibrei monomodale, ceea ce nu este propice transmisiei.laser de mare putere.

1. Avantajele și aplicațiile laserelor cu diametru mic al miezului (<100 µm)

Materiale cu reflexie ridicată: aluminiu, cupru, oțel inoxidabil, nichel, molibden etc.;

(1）Materialele cu reflexie ridicată necesită alegerea unui laser cu diametru mic al miezului. Fasciculul laser cu densitate mare de putere este utilizat pentru a încălzi rapid materialul până la o stare lichefiată sau vaporizată, ceea ce îmbunătățește rata de absorbție a laserului de către material și realizează o procesare eficientă și rapidă. Alegerea unui laser cu un diametru mare al miezului poate duce cu ușurință la o reflexie ridicată, ceea ce duce la sudarea virtuală și chiar la arderea laserului;

Materiale sensibile la fisuri: nichel, cupru nichelat, aluminiu, oțel inoxidabil, aliaj de titan etc.

Acest material necesită, în general, un control strict al zonei afectate termic și o cantitate mică de topitură, așa că este mai potrivit să se aleagă un laser cu diametru mic al miezului;

Prelucrare cu laser de mare viteză:

(3）Sudarea cu penetrare profundă necesită procesare laser de mare viteză și este necesar să se aleagă un laser cu densitate mare de energie pentru a se asigura că energia liniară este suficientă pentru a topi materialul la viteză mare, în special pentru sudarea prin suprapunere, sudarea cu penetrare etc., care necesită o adâncime de penetrare mai mare. Este mai bine să se aleagă un laser cu diametru mic al miezului.

2. Avantajele și aplicațiile laserelor cu diametru mare al miezului (>100 um)

Se obțin un diametru mare al miezului și un punct luminos mare, o suprafață mare de acoperire termică, o suprafață largă de acțiune și doar micro-topirea suprafeței materialului, ceea ce este foarte potrivit pentru aplicații în placarea cu laser, retopirea cu laser, recoacerea cu laser, călirea cu laser etc. În aceste domenii, un punct luminos mare înseamnă o eficiență de producție mai mare și defecte mai mici (sudarea termoconductivă aproape nu are defecte).

În ceea ce priveștesudare, pata mare este folosită în principal pentrusudură compozită, care este utilizat pentru compoundarea cu laser cu diametru mic al miezului: punctul mare face ca suprafața materialului să se topească ușor, transformându-se din solid în lichid, ceea ce îmbunătățește considerabil rata de absorbție a materialului către laser, iar apoi se utilizează un miez mic. În acest proces, datorită preîncălzirii punctului mare, post-procesării și gradientului mare de temperatură dat băii topite, materialul nu este predispus la defecte de fisurare cauzate de încălzirea rapidă și răcirea rapidă. Poate face aspectul sudurii mai neted și poate obține stropi mai puțini decât soluția cu un singur laser.