碟片式激光器的概念早在19世紀90年代就已建立，現行的開發加大了每個(ge) 碟片的功率，並且提高了光束質量和效率。不過，即使現在每個(ge) 碟片是6千瓦，這個(ge) 獨特的激光規律仍沒有達到每個(ge) 碟片的輸出功率或者光束質量的基本極限。碟片式激光器概念為(wei) 未來工業(ye) 激光器加工樹立了先進、靈活的設計理念。

　　更小的占地麵積，以及更少的投資、操作成本，使製造商能更有精力實現碟片式激光器技術：安裝了3000台高功率碟片式激光器，應用到切割、焊接、激光複合焊、激光金屬熔覆焊接等領域，並且每年要1000台激光器。碟片式激光器已經成為(wei) 了穩定可靠的工業(ye) 加工工具。下文將探討三個(ge) 工業(ye) 應用，碟片式激光器是其合適的加工夥(huo) 伴。

　　切割熱成形鋼材

　　在汽車行業(ye) ，切割熱成形零部件已經成為(wei) 非常重要和快速發展的一種應用。然而，當高強度零部件（拉伸強度通常大於(yu) 1500 MPa）大量減少，乘客安全性提升，新的加工挑戰也隨之而來——傳(chuan) 統剪切工具損耗快，要剪切邊緣通常有裂紋的困擾。最終，激光加工是唯一能在保證高產(chan) 量的情況下切割熱成形部件的加工方法。3千瓦和4千瓦碟片式激光器中的高光束質量（4 mm-mrad）是切割超強三維不見的絕佳工具。在這種情況下，碟片式激光器和TruLaser Cell 8030搭配使用，一台專(zhuan) 門為(wei) 熱成形切割市場設計的多軸係統誕生了（見圖1）。多軸係統卓越的光束質量、短波長以及高度動態和穩定的特點，為(wei) 製造商提供了高效的生產(chan) 方式，並能適應要求極高的汽車製造環境。

　　但是為(wei) 什麽(me) 使用碟片式激光器？以一個(ge) 激光切割6305毫米長、1.8毫米厚的汽車B柱案例來說明它的優(you) 點。在2005年，這個(ge) B柱可以用一台3200瓦的二氧化碳激光器在120秒內(nei) 切割完成。如果也加工同樣的部件，使用4千瓦碟片式激光器，激光器1微米波長的耦合優(you) 點，提升的係統動態性和增強的激光功率使得加工在47秒內(nei) 就可完成，節約73 秒。或在同樣的時間裏，用二氧化碳激光器可以切割一個(ge) 部件，而用碟片式激光器則可以切割超過2.5個(ge) 部件。

　　動力傳(chuan) 動係統焊接

　　多年來，動力傳(chuan) 動零部件的激光焊接一直使用二氧化碳激光器，使用氦氣作為(wei) 保護和等離子體(ti) 抑製氣體(ti) 。由於(yu) 氮氣的成本增加而且難以取得，製造商已經在研究其它高能量光束解決(jue) 方案，例如碟片式激光器，因為(wei) 它的波長不需要氣體(ti) 或者使用氬氣作為(wei) 保護氣體(ti) 。碟片式激光器的高光束功率能滿足滲透和輸出要求。另外卓越的光束質量和聚焦能力確保最低熱輸入和低變形率。比起二氧化碳激光器10%左右的WPE，碟片式激光器的WPE接近30%，給製造商提供了經濟優(you) 勢。碟片式激光器焊接的典型形狀如圖2所示，顯示了焊縫的高縱橫比。

        拚焊和疊焊在軸承製造方麵的應用很多，它們(men) 都可以用碟片式激光器連接。圖3顯示了軸肩連接。3千瓦碟片式激光器可以實現3毫米的焊接深度，焊接速度為(wei) 3米/秒。碟片式激光器能焊接出非常細的接縫形狀，因此它也能焊接不同的複合材料。圖4顯示了不同焊接的剖麵圖，調質鋼（16MnCr5）被激光焊接成鑄鐵（GGG 60）。通常，人們(men) 可以期望在熔化帶大大提高強度，這會(hui) 導致裂縫並影響焊縫。為(wei) 了避免這種情況，需要使用填充金屬絲(si) （NiBAS 70/20）來降低熔化帶的硬度，確保更同質化的焊縫。峰值的硬度和由此產(chan) 生的裂縫是可以避免的。差別就是使用焊接速度為(wei) 2米/分、3500瓦的碟片式激光器來焊接，穿透深度為(wei) ~3.2 毫米。

　　激光遠程焊接是碟片式激光器一種常見、成功的全球應用。許多汽車企業(ye) 和他們(men) 的供應商（例如座椅行業(ye) ）依靠碟片式激光技術將遠程焊接集成到了他們(men) 的生產(chan) 線上。在戴姆勒、奧迪和大眾(zhong) 公司可以找到一些著名的應用。碟片非常適合應用的原因有以下幾點：

　　* 光纖傳(chuan) 導光束可以進行機器人飛行焊接；

　　* 功率和光束質量適於(yu) 遠程掃描焊接；

　　* 波長使得無需保護氣體(ti) 即可加工；

　　* 高WPE和超長二極管壽命使運行成本非常低；

　　* 激光器緊湊的體(ti) 積和光纖傳(chuan) 輸使空間運用更靈活；

　　* 多光纖輸出選擇可以高效、靈活地使用激光光源。

　因為(wei) 焊接步驟中低效、低產(chan) 能時間可以去除，遠程焊接工藝的最大優(you) 點是高產(chan) 能。因此，激光器作為(wei) 一種焊接工具，可以最高效地被使用。在傳(chuan) 統的激光焊接應用中，激光器連續工作時間大概為(wei) 30%-40%，但是使用遠程激光焊接，連續工作時間可達90%。所以和傳(chuan) 統連續點焊相比，加工速度可以增加3到10倍。

　　遠程激光焊接的另一個(ge) 優(you) 點是焊接形式的高度靈活性。例如，製造商可以通過將焊縫形狀調整到焊點實際壓力以最優(you) 化待焊接零部件的下料流程。焊縫形狀也可以根據空間要求進行更改。當細法蘭(lan) 變為(wei) 細C形或線形焊接形狀時，圓形C形或其它寬形狀可以在大麵積時被選用。圖5到圖7顯示了一係列遠程焊接應用。

　　總結

　　碟片式激光器的模塊化和靈活概念，輸出功率和光束質量可以很方便地根據不同的汽車和其它應用進行調整。碟片式激光器證明了光束的多樣性和滿足全球主要工業(ye) 市場需求的功率。在高速切割熱成形零部件，焊接動力總成零部件以及飛行焊接上，碟片式激光器續寫(xie) 了其幾十年的曆史以及在還處於(yu) 成長中的工業(ye) 市場中所取得的成功。