inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 半導體(ti) 激光器發展於(yu) 上世紀60年代，如今已經在各行各業(ye) 中得到了廣泛的應用。半導體(ti) 激光器可以作為(wei) 光纖激光器和固體(ti) 激光器的泵浦源，也可以直接輸出用作激光加工，直接輸出用作激光加工時稱直接半導體(ti) 激光器。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 受激光器光束質量的限製，傳(chuan) 統半導體(ti) 激光器在材料加工領域，主要被應用於(yu) 激光熔覆、激光淬火等方麵，而難以滿足對光束質量要求較高的金屬切割及焊接等應用工藝。近年來，隨著半導體(ti) 耦合技術的提高，以及新型合束技術的逐漸成熟，部分千瓦級以上的光纖輸出的半導體(ti) 激光器，逐漸可以滿足激光焊接對光束質量的要求。如熱刺激光器推出的200/220/0.22NA光纖輸出的1800W直接半導體(ti) 激光器就能滿足3mm以下厚度的大部分金屬材料的焊接。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 在金屬焊接領域，光纖輸出的半導體(ti) 激光器光斑大小適中、光斑對稱性好、材料吸收率高，在焊接過程中熔池穩定、無飛濺、焊縫表麵光滑美觀，因此特別適用於(yu) 汽車激光釺焊及金屬薄板焊接。目前半導體(ti) 激光器已經取代了許多傳(chuan) 統焊接技術，發展勢頭迅猛。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 保溫杯杯身傳(chuan) 統焊接均采用氬弧焊，鎢針在不斷的放電、起弧、工作過程中，會(hui) 產(chan) 生氧化和損耗，工作一段時間後需要對鎢針進行打磨、裝調，此過程對工人的操作要求較高，且調試過程會(hui) 產(chan) 生廢品並浪費生產(chan) 時間，更重要的一點是氬弧焊會(hui) 對人體(ti) 健康造成傷(shang) 害。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 與(yu) 氬弧焊相比，半導體(ti) 激光焊接性能穩定成品率高，操作簡單，焊縫美觀無需二次處理，焊接過程更環保且對人體(ti) 健康無危害。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 與(yu) 光纖激光器相比，半導體(ti) 激光器光斑較大，功率密度分布更均勻，更適合薄板不鏽鋼的傳(chuan) 導焊接，且與(yu) 等功率的光纖激光器相比，半導體(ti) 激光器光電轉換效率高、價(jia) 格低、穩定性更好。現半導體(ti) 激光器用於(yu) 保溫杯焊接已被大量推廣。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 保溫杯一般主要由四部分構成，如圖1所示。分別為(wei) 內(nei) 膽、內(nei) 底、外杯身、外底。成品焊接需要五條焊縫，分別為(wei) 外殼製管、內(nei) 膽製管、杯口焊縫、內(nei) 膽底縫、外殼底縫。為(wei) 更詳細介紹本應用，以下焊接均以某一型號保溫杯為(wei) 例，隻作杯口、內(nei) 膽底、外殼底焊接介紹。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:center;"=""> 圖1 保溫杯焊接示意圖

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:center;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 此保溫杯內(nei) 膽與(yu) 外杯身均采用0.3mm厚304不鏽鋼，激光器采用熱刺800W光纖耦合半導體(ti) 激光器，輸出芯徑200μm，數值孔徑0.22，焊接速度45mm/s，焊接方式為(wei) 傳(chuan) 導焊接，焊接效果如圖2所示。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:center;"="">

圖2 （a）杯口焊縫正麵（b）杯口焊縫橫截麵

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖2（a）為(wei) 焊縫正麵，放大倍數45倍。可以看出，半導體(ti) 激光焊接杯口表麵光滑、平整，滿足工藝要求，無需磨口處理。而氬弧焊對人員焊接技能要求較高，且焊接發黑、不平整，需要磨口處理。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖2（b）為(wei) 焊縫橫截麵，可以看出，焊縫上表麵為(wei) 圓弧形，圓弧與(yu) 杯身過渡圓滑，無需二次處理；焊縫深度約0.25mm接近板材厚度，且焊縫內(nei) 無氣孔等缺陷，完全滿足保溫杯使用強度及氣密性要求。由於(yu) 焊接過程激光束與(yu) 待焊區域不可避免的位移偏差，此試樣焊縫中心點並未在內(nei) 外壁板材中央，但對焊接效果影響較小。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 此保溫杯內(nei) 杯底采用0.4mm厚304不鏽鋼，激光器采用熱刺1800W半導體(ti) 光纖耦合激光器，輸出功率1500W，輸出芯徑600μm，數值孔徑0.22，焊接速度160mm/s，焊接方式為(wei) 傳(chuan) 導焊接，焊接效果如圖3所示。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:center;"="">

圖3 （a）內(nei) 膽底焊縫正麵（b）內(nei) 膽底焊縫橫截麵

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖3（a）為(wei) 焊縫正麵，放大倍數20倍，正麵縫寬約1.7mm。可以看出，焊縫表麵平整，上表麵無其他陷。此焊縫在焊接時未施加惰性氣體(ti) 保護保護，因此焊縫表麵呈氧化狀態，經過一步必要處理後可去除氧化層得到光亮焊縫。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖3（b）為(wei) 焊縫橫截麵，此焊縫為(wei) 不等板厚拚接焊，焊縫正麵飽滿無任何塌陷、咬邊現象，焊縫背麵平整無燒蝕塌陷；焊縫深度不小於(yu) 0.3mm，且焊縫內(nei) 無任何氣孔等缺陷，完全滿足保溫杯使用強度及氣密性要求。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 此保溫杯外底采用0.5mm厚304不鏽鋼，激光器采用熱刺800W半導體(ti) 光纖耦合激光器，輸出芯徑200μm，數值孔徑0.22，焊接速度50mm/s，焊接方式為(wei) 傳(chuan) 導焊接，焊接效果如圖4所示。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:center;"="">

圖4 （a）杯底焊縫正麵（b）杯底焊縫橫截麵

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖4（a）為(wei) 焊縫正麵，放大倍數20倍，焊縫寬度約1.1mm。焊接過程采用惰性氣體(ti) 保護，焊縫光潔平整、呈銀白色無任何氧化痕跡，焊縫無需任何後期處理。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 圖4（b）為(wei) 焊縫橫截麵，放大倍數45倍，此焊縫介於(yu) 角焊縫和拚焊，外杯身熔池少量流向熔池中部，焊縫連接處深度不小於(yu) 0.3mm，焊縫深度最小值約0.25mm。焊縫內(nei) 無任何氣孔等缺陷，完全滿足保溫杯使用強度及氣密性要求。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 此結構的保溫杯底無法使用氬弧焊焊接，氬弧焊焊接的杯底結構更複雜，因此，本步驟的激光焊接可以從(cong) 材料及程序上進一步降低生產(chan) 成本。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 與(yu) 氬弧焊相比：1）效率方麵，杯口與(yu) 外杯底焊接速度略高於(yu) 氬弧焊，但內(nei) 杯底焊接速度提升明顯，速度提升一倍左右；且激光焊的操作程序簡單，增加了整體(ti) 效率。2）成品率方麵，激光焊接成品率略高於(yu) 氬弧焊。伴隨激光器亮度的進一步提升以及焊接工藝的改善，焊接效率及焊接成品率方麵還將有較大提升空間。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

三、總結

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 綜上所述，半導體(ti) 激光焊接在保溫杯等薄板金屬焊接領域前景廣闊。在其他領域，高亮度半導體(ti) 激光焊接設備也應用廣泛，如動力電池、電子器件、汽車工業(ye) 等。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"=""> 隨著光纖耦合技術的進步，半導體(ti) 激光器的亮度將進一步提高，例如熱刺激光即將推出的2000W半導體(ti) 激光器，輸出的光纖芯徑可以減少至105μm，此類半導體(ti) 激光器可用於(yu) 中薄板金屬激光深熔焊接或激光切割。因此高亮度半導體(ti) 激光器具有廣闊的應用前景和市場空間。

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-align:justify;text-indent:0px;background-color:#ffffff;"="">

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:right;"=""> 來源：激光製造商情

inkMacSystemFont, " font-size:16px;text-indent:0px;background-color:#ffffff;text-align:right;"=""> 供稿：熱刺激光