1949年10月1日天安門城樓上毛主席以他特有的雄渾聲音宣告了共和國(guó)的誕生，到2019年，共和國(guó)即將迎來(lái)70華誕。

這七十年，改天動(dòng)地，也驚天動(dòng)地。在接下來(lái)的歲月里，風(fēng)云激蕩的世界將看到中國(guó)在“高端制造”領(lǐng)域的不斷突破。高亮度光纖激光器是高端制造領(lǐng)域的核心技術(shù)；大科激光銳意創(chuàng)新，努力研發(fā)世界一流的光纖激光器產(chǎn)品。為了致敬祖國(guó)七十華誕，大科人利用自己的第一代核心優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品——最亮的2000瓦單模光纖激光器，創(chuàng)作了激光工藝作品《奮進(jìn)“70”年》。

作品以慶祝祖國(guó)70華誕為主題，用代表性的建筑——天安門城樓為主景，后排在紅旗簇?fù)碇械摹?0”字樣特別突出，代表祖國(guó)從1949~2019的70年奮進(jìn)歷程。作品以習(xí)總書記提出的“不忘初心，牢記使命”和“繼往開來(lái)、勇往直前”主題教育字樣作為支撐，兩側(cè)有大科激光標(biāo)識(shí)。作品以臺(tái)階的方式呈現(xiàn)，給人以鮮明的層次感，寓示著祖國(guó)不斷向上發(fā)展，代表了大科人對(duì)祖國(guó)生日最誠(chéng)摯的祝福。

整個(gè)作品由紫銅、黃銅和6061鋁合金三種高反材料組成，運(yùn)用了激光切割、激光焊接和激光打標(biāo)三大工藝。銅、鋁及其合金等高導(dǎo)熱系數(shù)、高電導(dǎo)率材料的激光加工工藝一直是激光加工領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸，這些材料具有在固態(tài)下對(duì)激光的吸收率特別低、但熔化后其吸收率會(huì)大大增加的特性。要對(duì)這些高反射材料實(shí)施激光加工，相應(yīng)的激光器應(yīng)該具備以下兩個(gè)特性：（1）優(yōu)秀的抗高反能力；（2）出色的光束質(zhì)量。大科第一代核心優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品2kW單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器DK-YSM2000AR，光束質(zhì)量因子M2小于1.2，接近衍射極限，采用多重措施處理工件的反射光，在高反材料的切割、焊接方面具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。

由于紫銅具有良好的導(dǎo)熱性，在切割過(guò)程中材料的邊緣會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的熱影響區(qū)。為了減少切割的熱影響痕跡，通常會(huì)采用空氣進(jìn)行切割，但其切割效率低且切割斷面粗糙。為了解決紫銅的切割質(zhì)量和效率問(wèn)題大科激光改用氧氣切割，不僅切割效率提升了200%，而且切割斷面光滑；同時(shí)，通過(guò)改變激光器的出光模式，可以明顯的減少切割邊緣的熱影響區(qū)。目前，大科激光2kW抗高反型單模單諧振腔光纖激光器可以實(shí)現(xiàn)不銹鋼、鋁合金、黃銅的最大切割厚度為10mm，紫銅的最大切割厚度為6 mm，也是唯一能實(shí)現(xiàn)4mm紫銅連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)報(bào)警高質(zhì)量切割，切割邊緣無(wú)明顯熱影響痕跡的激光器。DK-YSM2000AR單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器可兼顧薄板的高速切割與中厚板的亮面切割，實(shí)測(cè)薄板切割能力明顯優(yōu)于3000W多模產(chǎn)品，并可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)誤警連續(xù)切割高反射金屬材料。

紫銅在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的高反光強(qiáng)度比切割更嚴(yán)重，有研究表明常溫下紫銅對(duì)1064nm波段的激光吸收率只有4%，波長(zhǎng)越短其吸收率越高（如圖6），目前市場(chǎng)上最具有優(yōu)勢(shì)的為波長(zhǎng)532nm的綠光激光器，但這種類型的激光器由于技術(shù)和價(jià)格等方面的原因，使得其在工業(yè)領(lǐng)域還未得到有效的應(yīng)用。

另一方面，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)焊接小孔形成以后，紫銅對(duì)紅外光(1μm波段)吸收率可達(dá)到60%以上。研究者發(fā)現(xiàn)，在使用大功率多模激光器焊接紫銅時(shí)存在穩(wěn)定性差、飛濺大、氣孔傾向大、成形差等問(wèn)題，這主要是由于紫銅的高反射、高導(dǎo)熱、吸氫性等原因造成的，所以紫銅焊接時(shí)一般使用的是高功率、高速度的工藝，3mm的紫銅焊接需要的多模光纖激光器功率高達(dá)10KW，這也意味著設(shè)備的造價(jià)顯著增加。

使用大科激光2kW抗高反型單模單諧振腔光纖激光器，搭載目前市場(chǎng)上成熟的擺動(dòng)焊接頭，可以有效的避免以上工藝難題。實(shí)驗(yàn)表明：DK-YSM2000AR單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器可以對(duì)2mm的紫銅進(jìn)行高質(zhì)量的拼焊（如圖7），同時(shí)可根據(jù)不同熔深要求對(duì)焊接速度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，且不影響焊縫質(zhì)量。相同條件下DK-YSM2000AR單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器的功率密度是同功率普通光纖激光器的16倍，這也意味著使用DK-YSM2000AR單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器進(jìn)行紫銅焊接時(shí)更容易形成穩(wěn)定的小孔，使得功率閾值更低，焊接工藝窗口更寬。

黃銅由于鋅含量高，激光焊接時(shí)鋅元素的蒸發(fā)燒損，易造成氣孔、焊縫凹陷及焊縫焊接過(guò)程不穩(wěn)定等缺陷（如圖8）。

使用DK-YSM2000AR單模抗高反連續(xù)光纖激光器搭載擺動(dòng)焊接頭，通過(guò)調(diào)整焊接功率和擺動(dòng)參數(shù)等工藝條件，可以有效的避免焊接過(guò)程中的氣孔、飛濺等問(wèn)題（如圖9），實(shí)現(xiàn)黃銅的近無(wú)缺陷焊接。實(shí)驗(yàn)表明，DK-YSM2000AR單?？垢叻催B續(xù)光纖激光器焊接黃銅的最大深度可達(dá)4mm，焊接質(zhì)量和工藝窗口遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的多模光纖激光器。（作者：應(yīng)用部總監(jiān) 彭和思）