光纖激光器現已發展成為(wei) 極其可靠和穩定的工業(ye) 工具。這些激光器具有獨特的功能,可以改進各種工業(ye) 和製造工藝。
本應用指南特別關(guan) 注電子行業(ye) (鋰離子手機電池)和醫療市場(起搏器和焊接植入設備)中的薄金屬部件的大批量焊接。這與(yu) 我們(men) 關(guan) 於(yu) 焊接主題的其他應用筆記之間的關(guan) 鍵區別在於(yu) 體(ti) 積。該筆記重現了具有數百萬(wan) 件零件吞吐量的用戶的真實生活體(ti) 驗,其中減少1%廢料的工藝改進每年可節省超過100,000,000美元甚至更多。
起始位置被視為(wei) 現有的激光用戶,其部署大量基於(yu) YAG的閃光燈或DPSS焊接係統,用於(yu) 通常厚度小於(yu) 1mm且通常更薄的零件。材料可以是不鏽鋼,鋁或鍍鎳鋼。 部署的YAG激光係統(通常小於(yu) 400W 連續功率)將受到杆激光器的標準(基於(yu) 物理的)限製,這可能導致CW輸出功率,焦點和光束質量的基於(yu) 時間的波動。激光性能的這種基於(yu) 時間的參數變化當然會(hui) 引起基於(yu) 時間的焊接性能差異。焊縫焊接和批次間的焊縫強度變化不利於(yu) 大批量自動化生產(chan) 。最小化這種基於(yu) 時間的波動成為(wei) 專(zhuan) 業(ye) 激光維護人員的工作。
介紹
薄金屬部件中的點焊或縫焊對激光輸出功率穩定性很敏感,因為(wei) 變化會(hui) 改變焊縫熔深(縫焊)或導致衝(chong) 孔或焊縫飛濺(點焊)。
激光焊接
雖然YAG激光器通常是由閃光燈泵浦並使用反射鏡和準直光學器件的摻雜玻璃棒,但光纖激光器是在摻雜光纖的低於(yu) 20um的核心內(nei) 產(chan) 生的。不需要鏡子,因為(wei) 稱為(wei) 布拉格光柵的基於(yu) 光纖的裝置用於(yu) 產(chan) 生激光腔的鏡子。整個(ge) 光纖激光腔由玻璃纖維組件製成,拚接成一個(ge) 整體(ti) 結構,無需調整或定期維護。
光纖激光器內(nei) 部
為(wei) 海底電信網絡(MTTF速率超過400,000小時)創建的多個(ge) (用於(yu) 冗餘(yu) )單發射二極管用於(yu) 泵浦摻雜光纖。因此實際上整個(ge) 係統被創建並保持在單模光纖內(nei) ,直到傳(chuan) 送準直器。這確保了不需要對準,熱透鏡或光學器件的校準(因為(wei) 沒有玻璃光學器件)。
當然,證據就在於(yu) 應用:我們(men) 的激光器擁有24小時/7天,365天運行的大批量製造客戶,他們(men) 測量的激光停機時間低於(yu) 1%,包括開啟和預熱(光纖激光器提供即時開啟和無預熱)。
光纖激光器的工藝優勢
這種係統的優(you) 點如下:
- 單模光纖僅承載TEM00輸出,M2為1.1或更小
- 輸出功率在很寬的環境溫度範圍內高度穩定,為+/- 0.5%
- 激光通過小型BDO(光束傳輸光學元件)提供光纖傳輸,輸出5mm準直激光束到焊接頭的聚焦光學係統
- 泵送方案無需維護,可延長正常運行時間並消除耗材成本
- 缺少熱透鏡可確保激光器不會偏離校準或隨時間變化輸出功率
- 光學部件的缺乏確保了不隨時間或振動的對準漂移

在CW模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。在脈衝(chong) 模式下使用光纖激光器進行鋁焊接。
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