大(dà)功率半導體激光(guāng)器在工業領域的(de)五大(dà)應用(yòng)

時(shí)間:2020-03-02 10:30　來(lái)源:未知　作者:admin　 點擊:次

随著(zhe)半導體芯片技術和(hé)光(guāng)學技術的(de)發展，半導體激光(guāng)器的(de)輸出功率不斷提高(gāo)，光(guāng)束質量得(de)到明(míng)顯改善，在工業領域也(yě)獲得(de)了(le)更多(duō)應用(yòng)。目前，工業用(yòng)大(dà)功率半導體激光(guāng)器的(de)輸出功率和(hé)光(guāng)束質量均已超過了(le)燈泵浦YAG激光(guāng)器，并已接近半導體泵浦YAG激光(guāng)器。半導體激光(guāng)器已經逐漸應用(yòng)于塑料焊接、熔覆與合金化(huà)、表面熱(rè)處理(lǐ)、金屬焊接等方面，并且也(yě)在打标、切割等方面取得(de)了(le)一些應用(yòng)進展。

大(dà)功率半導體激光(guāng)器在工業領域的(de)五大(dà)應用(yòng)
（1）激光(guāng)塑料焊接
半導體激光(guāng)器的(de)光(guāng)束爲平頂波光(guāng)束，橫截面光(guāng)強空間分(fēn)布比較均勻。與YAG激光(guāng)器的(de)光(guāng)束相比，半導體激光(guāng)器的(de)光(guāng)束在塑料焊接應用(yòng)中，可(kě)以獲得(de)較好的(de)焊縫一緻性和(hé)焊接質量，并且能進行寬縫焊接。塑料焊接應用(yòng)對(duì)半導體激光(guāng)器的(de)功率要求不高(gāo)，一般爲50～700W，光(guāng)束質量小于100mm/mrad，光(guāng)斑大(dà)小爲0.5～5mm。用(yòng)這(zhè)種技術焊接不會破壞工件表面，局部加熱(rè)降低了(le)塑料零件上的(de)熱(rè)應力，能避免破壞嵌入的(de)電子組件，也(yě)較好地避免了(le)塑料熔化(huà)。通(tōng)過優化(huà)原料和(hé)顔料，激光(guāng)塑料焊接能夠獲得(de)不同的(de)合成顔色。目前，半導體激光(guāng)器已經廣泛用(yòng)于焊接密封容器、電子組件外殼、汽車零件和(hé)異種塑料等組件。
（2）激光(guāng)熔覆與表面熱(rè)處理(lǐ)
對(duì)耐磨性及耐腐蝕性要求較高(gāo)的(de)金屬零件進行表面熱(rè)處理(lǐ)或局部熔覆，是半導體激光(guāng)器在加工中的(de)一個(gè)重要應用(yòng)。國際上用(yòng)于激光(guāng)熔覆與表面熱(rè)處理(lǐ)的(de)半導體激光(guāng)器的(de)功率爲1～6kW，光(guāng)束質量爲100～400mm/mrad，光(guāng)斑大(dà)小爲2×2mm2～3×3mm2或1×5mm2。與其他(tā)激光(guāng)器相比，用(yòng)半導體激光(guāng)器光(guāng)束進行熔覆與表面熱(rè)處理(lǐ)的(de)優勢在于其電光(guāng)效率高(gāo)、材料吸收率高(gāo)、使用(yòng)維護費用(yòng)低、光(guāng)斑形狀爲矩形、光(guāng)強分(fēn)布均勻等。目前，半導體激光(guāng)熔覆與表面熱(rè)處理(lǐ)已經廣泛應用(yòng)于電力、石化(huà)、冶金、鋼鐵、機械等工業領域，成爲新材料制備、金屬零部件快(kuài)速直接制造、失效金屬零部件綠色再制造的(de)重要手段之一。
（3）激光(guāng)金屬焊接
大(dà)功率半導體激光(guāng)器在金屬焊接方面有許多(duō)應用(yòng)，應用(yòng)範圍從汽車工業精密點焊到生産資料的(de)熱(rè)傳導焊接、管道的(de)軸向焊接，其焊縫質量好，無需後序處理(lǐ)。用(yòng)于薄片金屬焊接的(de)半導體激光(guāng)器要求其功率爲300～3000W，光(guāng)束質量爲 40～150mm/mrad，光(guāng)斑大(dà)小爲0.4～1.5mm，焊接材料的(de)厚度爲0.1～2.5mm。由于熱(rè)量輸入低，零件的(de)扭曲變形保持在最小程度。大(dà)功率半導體激光(guāng)器可(kě)進行高(gāo)速焊接，焊縫光(guāng)滑美(měi)觀，在焊接過程及焊接前後節省勞動力方面具有特殊優勢，非常适合工業焊接的(de)不同需要，它将逐漸取代傳統的(de)焊接方法。
（4）激光(guāng)打标
激光(guāng)打标技術是激光(guāng)加工最大(dà)的(de)應用(yòng)領域之一。目前使用(yòng)的(de)激光(guāng)器有YAG激光(guāng)器、CO2激光(guāng)器和(hé)半導體泵浦激光(guāng)器。但是随著(zhe)半導體激光(guāng)器光(guāng)束質量的(de)改善，半導體激光(guāng)器打标機已開始應用(yòng)于打标領域。德國LIMO公司已推出了(le)光(guāng)束質量達5mm/mrad的(de)50W直接輸出半導體激光(guāng)器，以及50μm光(guāng)纖耦合輸出的(de)25W半導體激光(guāng)器，這(zhè)已經達到了(le)打标應用(yòng)對(duì)激光(guāng)器的(de)輸出功率和(hé)光(guāng)束質量的(de)要求。
（5）激光(guāng)切割
大(dà)功率半導體激光(guāng)在切割領域的(de)應用(yòng)起步較晚。在德國教育研究部“模塊式半導體激光(guāng)系統”（MDS）計劃的(de)支持下(xià)，德國夫琅和(hé)費研究所于2001年研制出功率爲800W的(de)半導體激光(guāng)切割機，可(kě)切割10mm厚的(de)鋼闆，切割速度爲0.4m/min。
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