鋯合金常用在那些需要對高溫和腐蝕有很高抵禦性的應用,因為(wei) 鋯在耐高溫耐腐蝕性能方麵相比於(yu) 鋼或鋁合金要強大很多。它小到可以用作實驗室的坩堝,大到用作航天飛船或核反應堆的部件,因此經常需要在鋯合金上進行打標。而CO2激光器則非常適合於(yu) 在鋯材料上進行打標,打上零件編號、條形碼或其他產(chan) 品信息等。
對於(yu) 這一應用,我們(men) 使用Synrad 60W的激光器在鋯合金杆上打上商標和編號,激光器配備有FH Flyer打標頭、125 mm HP(高放大率)聚焦鏡和Synrad專(zhuan) 業(ye) 的WinMark Pro打標軟件。這樣可得到180 mm (0.007")的光斑大小,因為(wei) 高清晰度的標識需要大功率密度的激光來打標。
標識文件由兩(liang) 部分組成,一個(ge) 5.1 mm (0.20")高的Arial字體(ti) 的商標,和一個(ge) 3.8 mm (0.15")高Simple 字體(ti) 的序列信息。打商標時的激光功率設置為(wei) 60 W,速度為(wei) 305 毫米每秒(12 in/sec),且Filled Font Resolution屬性需設為(wei) 300;打序列號時功率同樣為(wei) 60W,速度則為(wei) 152 mm/sec (6 IPS)。
打標效果如上圖所示,每個(ge) 部件所用時間為(wei) 1.92秒,標識清晰明確、對比度高。雖然這種材料具有優(you) 越的耐高溫和耐腐蝕特性,但打標速度卻比鋼材料要來得快。在此次測試中,我們(men) 60W激光器的打標速度比鋼打標快一倍,而呈現出的打標效果卻有過之而無不及。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),俗稱亞(ya) 克力或有機玻璃,是一種極為(wei) 透明的熱塑性塑料,可被加工為(wei) Plexiglas®(樹脂玻璃)和Lucite®(透明合成樹脂)。粘合或焊接PMMA通常是使用化學試劑(如二氯甲烷或氰基丙烯酸鹽粘合劑等)、超聲波焊接機或CO2激光器。在以上三者之中,激光加工的靈活程度最高,能有效控製焊接寬度、深度和路徑。
在這一應用中,我們(men) 將可旋轉夾具夾住兩(liang) 片1.14 mm (0.045")厚的PMMA圓片。由於(yu) 傳(chuan) 統的激光焊接加工不需要引入其他的材料來填補片與(yu) 片之間的空隙,因此合適的位置擺放就成了焊接質量是否優(you) 秀、機械結合是否緊密的關(guan) 鍵。
我們(men) 的光束傳(chuan) 輸由63.5mm (2.5")焦距的透鏡被固定在一個(ge) 轉盤上,轉盤以100轉每分鍾(RPM)的速度旋轉,正彎月透鏡可提供100微米(0.004")的光斑和1.8 mm (0.07")的焦深;然而在這種情況下,我們(men) 調節Z軸並使光束散焦到客戶指定的直徑0.51 mm (0.02")。另外我們(men) 使用潔淨幹燥的0.7 bar (10 PSI)的氣體(ti) 作為(wei) 焊接輔助氣體(ti) 。
亞(ya) 克力樣品的轉速和直徑轉換成焊接速度是37.7米每分鍾(1484"/min)。為(wei) 了獲得理想的焊接效果,我們(men) 使用60W的激光功率,焊接過程中圓片要旋轉5圈,這樣每片所花費的時間是3.0秒。
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