激光焊接機(jī)的加工精度和速度完全是技術(shù)上的展現(xiàn),從焊接的效果外觀和技術(shù)以及材料的應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)是結(jié)合了自動(dòng)化機(jī)械知道和產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計(jì)的,特別是需要激光器的高效研發(fā),目前高效的激光器主要在歐洲等過(guò)研發(fā)和生產(chǎn)。
一臺(tái)小高效的精密焊接激光器需要很高的無(wú)閾值激光器,其能讓所有光子都以激光形式進(jìn)行發(fā)射,不浪費(fèi)任何光子,然而,激光器越小,達(dá)到發(fā)射激光的閾值所需的抽運(yùn)功率越大。為了解決這一問(wèn)題,科學(xué)家們?yōu)樾录す馄髟O(shè)計(jì)了一種新方法,使用共軸納米腔內(nèi)的量子電動(dòng)力效應(yīng)來(lái)減輕閾值限制。該激光腔包含有一個(gè)金屬棒,其被一圈金屬鍍層所包裹,通過(guò)修改該激光腔的幾何形狀,科學(xué)家們制造出了這種無(wú)閾值激光器。往往光器需要的操作功率都非常低,這是一個(gè)重要的突破,這些小尺寸且超低功率的納米激光器可成為未來(lái)微型計(jì)算機(jī)芯片上的光學(xué)電路的重要元件。費(fèi)曼表示,這些高效的激光器可被用于增強(qiáng)未來(lái)光子通訊使用的計(jì)算芯片的能力,光子通訊領(lǐng)域需要使用激光在芯片上遙遠(yuǎn)的點(diǎn)之間建立通訊鏈接。這種激光器需要的抽運(yùn)功率更少,也意味著傳送信息需要的光子數(shù)量也更少;激光器背后的原理仍需探究。且更大的挑戰(zhàn)在于,如何將復(fù)雜的光泵替換為電泵,以便將激光器完全集成到光電器件中,使得激光焊接機(jī)發(fā)揮出更好的作用。
常用的焊接方式有兩種,一種是脈沖激光焊,主要用于單點(diǎn)固定連續(xù)和簿件材料的焊接,焊接時(shí)形成一個(gè)個(gè)圓形焊點(diǎn);另一種為連續(xù)激光焊,主要用于大厚件的焊接和切割,焊接過(guò)程中形成一條連續(xù)焊縫。在焊接過(guò)程中,光束焦點(diǎn)位置是最關(guān)鍵的控制工藝參數(shù)之一,在一定激光功率和焊接速度下,只有焦點(diǎn)處于最佳位置范圍內(nèi)才能獲得最大熔深和好的焊縫形狀。
采用模具激光焊接加工具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.激光束具有極高的功率密度,導(dǎo)致焊接速度快,變形小,可焊接鈦、石英等難以焊接的 材料;
2. 冷卻速度快,焊縫強(qiáng)度高,綜合性能好。
3.光束易于傳輸和控制,無(wú)需更換焊炬、噴嘴等,減少停機(jī)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
激光焊接機(jī)的光束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,其激光焦點(diǎn)的功率密度保持穩(wěn)定,通過(guò)激光與被焊物的相互作用,在極短的時(shí)間內(nèi)使被焊處形成一個(gè)能高度集中的熱源區(qū),熱能使被焊物區(qū)域熔化后冷卻結(jié)晶形成牢固的焊點(diǎn)和焊縫,這才是最好的激光焊接優(yōu)勢(shì)。
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