光纖激光器現(xiàn)已發(fā)展成為極其可靠和穩(wěn)定的工業(yè)工具。這些激光器具有獨(dú)特的功能,可以改進(jìn)各種工業(yè)和制造工藝。
本應(yīng)用指南特別關(guān)注電子行業(yè)(鋰離子手機(jī)電池)和醫(yī)療市場(chǎng)(起搏器和焊接植入設(shè)備)中的薄金屬部件的大批量焊接。這與我們關(guān)于焊接主題的其他應(yīng)用筆記之間的關(guān)鍵區(qū)別在于體積。該筆記重現(xiàn)了具有數(shù)百萬(wàn)件零件吞吐量的用戶的真實(shí)生活體驗(yàn),其中減少1%廢料的工藝改進(jìn)每年可節(jié)省超過(guò)100,000,000美元甚至更多。
起始位置被視為現(xiàn)有的激光用戶,其部署大量基于YAG的閃光燈或DPSS焊接系統(tǒng),用于通常厚度小于1mm且通常更薄的零件。材料可以是不銹鋼,鋁或鍍鎳鋼。
部署的YAG激光系統(tǒng)(通常小于400W 連續(xù)功率)將受到桿激光器的標(biāo)準(zhǔn)(基于物理的)限制,這可能導(dǎo)致CW輸出功率,焦點(diǎn)和光束質(zhì)量的基于時(shí)間的波動(dòng)。激光性能的這種基于時(shí)間的參數(shù)變化當(dāng)然會(huì)引起基于時(shí)間的焊接性能差異。焊縫焊接和批次間的焊縫強(qiáng)度變化不利于大批量自動(dòng)化生產(chǎn)。最小化這種基于時(shí)間的波動(dòng)成為專業(yè)激光維護(hù)人員的工作。
介紹
薄金屬部件中的點(diǎn)焊或縫焊對(duì)激光輸出功率穩(wěn)定性很敏感,因?yàn)樽兓瘯?huì)改變焊縫熔深(縫焊)或?qū)е聸_孔或焊縫飛濺(點(diǎn)焊)。
激光焊接
雖然YAG激光器通常是由閃光燈泵浦并使用反射鏡和準(zhǔn)直光學(xué)器件的摻雜玻璃棒,但光纖激光器是在摻雜光纖的低于20um的核心內(nèi)產(chǎn)生的。不需要鏡子,因?yàn)榉Q為布拉格光柵的基于光纖的裝置用于產(chǎn)生激光腔的鏡子。整個(gè)光纖激光腔由玻璃纖維組件制成,拼接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu),無(wú)需調(diào)整或定期維護(hù)。
光纖激光器內(nèi)部
為海底電信網(wǎng)絡(luò)(MTTF速率超過(guò)400,000小時(shí))創(chuàng)建的多個(gè)(用于冗余)單發(fā)射二極管用于泵浦摻雜光纖。因此實(shí)際上整個(gè)系統(tǒng)被創(chuàng)建并保持在單模光纖內(nèi),直到傳送準(zhǔn)直器。這確保了不需要對(duì)準(zhǔn),熱透鏡或光學(xué)器件的校準(zhǔn)(因?yàn)闆](méi)有玻璃光學(xué)器件)。
當(dāng)然,證據(jù)就在于應(yīng)用:我們的激光器擁有24小時(shí)/7天,365天運(yùn)行的大批量制造客戶,他們測(cè)量的激光停機(jī)時(shí)間低于1%,包括開(kāi)啟和預(yù)熱(光纖激光器提供即時(shí)開(kāi)啟和無(wú)預(yù)熱)。
光纖激光器的工藝優(yōu)勢(shì)
這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)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(huán)境溫度范圍內(nèi)高度穩(wěn)定,為+/- 0.5%
- 激光通過(guò)小型BDO(光束傳輸光學(xué)元件)提供光纖傳輸,輸出5mm準(zhǔn)直激光束到焊接頭的聚焦光學(xué)系統(tǒng)
- 泵送方案無(wú)需維護(hù),可延長(zhǎng)正常運(yùn)行時(shí)間并消除耗材成本
- 缺少熱透鏡可確保激光器不會(huì)偏離校準(zhǔn)或隨時(shí)間變化輸出功率
- 光學(xué)部件的缺乏確保了不隨時(shí)間或振動(dòng)的對(duì)準(zhǔn)漂移
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