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。這些激光器具有獨特的功能,可以改進各種工業(yè)和制造工藝。
本應(yīng)用指南特別關(guān)注電子行業(yè)(鋰離子手機電池)和醫(yī)療市場(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)百萬件零件吞吐量的用戶的真實生活體驗,其中減少1%廢料的工藝改進每年可節(jié)省超過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準(基于物理的)限制,這可能導(dǎo)致CW輸出功率,焦點和光束質(zhì)量的基于時間的波動。激光性能的這種基于時間的參數(shù)變化當然會引起基于時間的焊接性能差異。焊縫焊接和批次間的焊縫強度變化不利于大批量自動化生產(chǎn)。最小化這種基于時間的波動成為專業(yè)激光維護人員的工作。
介紹
薄金屬部件中的點焊或縫焊對激光輸出功率穩(wěn)定性很敏感,因為變化會改變焊縫熔深(縫焊)或?qū)е聸_孔或焊縫飛濺(點焊)。
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,因為稱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。整個光纖激光腔由玻璃纖維組件制成,拼接成一個整體結(jié)構(gòu),無需調(diào)整或定期維護。
光纖激光器內(nèi)部
為海底電信網(wǎng)絡(luò)(MTTF速率超過400,000小時)創(chuàng)建的多個(用于冗余)單發(fā)射二極管用于泵浦摻雜光纖。因此實際上整個系統(tǒng)被創(chuàng)建并保持在單模光纖內(nèi),直到傳送準直器。這確保了不需要對準,熱透鏡或光學(xué)器件的校準(因為沒有玻璃光學(xué)器件)。
當然,證據(jù)就在于應(yīng)用:我們的激光器擁有24小時/7天,365天運行的大批量制造客戶,他們測量的激光停機時間低于1%,包括開啟和預(yù)熱(光纖激光器提供即時開啟和無預(yù)熱)。
光纖激光器的工藝優(yōu)勢
這種系統(tǒng)的優(yōu)點如下:
- 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%
- 激光通過小型BDO(光束傳輸光學(xué)元件)提供光纖傳輸,輸出5mm準直激光束到焊接頭的聚焦光學(xué)系統(tǒng)
- 泵送方案無需維護,可延長正常運行時間并消除耗材成本
- 缺少熱透鏡可確保激光器不會偏離校準或隨時間變化輸出功率
- 光學(xué)部件的缺乏確保了不隨時間或振動的對準漂移
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