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激光金属打标应用

来源:《激光制造商情》

  发布:Johnny Lee

关键词:激光打标 脉冲激光器 二极管泵浦 激光雕刻

2015-08-17

       高质量、无磨损、生产效率高及成本低,这些都是使用激光标刻金属的原因。在生活中,我们能发现更多关于激光打标的应用和加工工艺。 
       通快激光打标单元采用纳秒级脉冲激光器以产生各种波长的光,波长从红外光到绿光乃至紫外光。最适合标刻金属的激光打标单元是由二极管泵浦以及YAG或 YVO4作为活性激光介质的固体激光器。光纤激光器也同样非常适合标刻金属。
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       对于不同的应用以及不同的金属,不同激光展现的优势也会有所不同。不仅激光的类型,脉冲的持续时间,脉冲的峰值功率和平均功率,光束的质量也都会对打标结果有所影响。
 
 
多种多样的激光打标机
       这就是为什么通快为客户提供了多种多样的激光打标机,有不同功率、不同脉宽以及不同波长的选择。高平均功率通常实现高速率。
       然而,在激光打标过程中,不仅功率重要,光束质量也同样重要。高质量的光束使得它可以将激光光束聚焦在一个非常小的点上,这样工件表面就可以实现大功率密度。
 
 
金属的激光打标
       使用激光作为标刻金属的工具是非常合适的。标刻钢质材料时,通常使用波长为1064 nm的红外光。然而,对于反射率较高的金属,如铝,铜和黄金,它们则只会吸收红外光的一小部分。
       通快的激光器具有光束质量好以及峰值功率高的优点。这样看来,选择一个短波长的光束(如绿光),也将带来很好的打标效果,因为金属更容易吸收短波长的光。
 
 
小面积热效应
       由于短波长的激光能够更好地聚焦,所以在表面面积小的情况下,打标精度更高。脉冲激光光束以一系列的单点脉冲作用在工件上,这些点或相邻或重叠。脉冲能够发出精准的某一特定能量,使能量和热量进入材料。
       只有很小的一部分面积会受到热效应和机械效应的影响。一般来说,广泛应用于工业来打标金属的主要有三种方式:雕刻、消融和退火。
 
 
激光雕刻:黑雕刻和白雕刻
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图一:雕刻非常适合于两种情况,一是当部件容易腐蚀,二是打标后,样品需要作后续涂层或喷漆的工艺。
 
       雕刻的时候,激光光束冲击金属表面,熔化和汽化材料,这使得元件表面会产生凹槽。通常激光雕刻分为“黑”与“白”雕刻。黑雕刻功率高,白雕刻速度快。
       黑雕刻会使得雕刻表面氧化,颜色变深。白色雕刻仅让表面变得粗糙,从而产生不同的视觉效果。光照在物体上时,会被散射,从而显得比没有雕刻的表面更加明亮。
       举个例子,二维码的雕刻就是结合了黑雕刻和白雕刻两种方法。这样雕刻出来的二维码对比度高,可读性好。雕刻非常适合于两种情况,一是当部件容易腐蚀,二是打标后,样品需要作后续涂层或喷漆的工艺。雕刻得越深,需要的时间也更长,因为它要经过几次标刻才能达到理想的深度。
 
 
激光消融——作焊接准备
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图二:消融粘结层作焊接准备
 
      用于激光打标更近一步的工艺就是对工件表面的消融。激光反复地作用材料来达到不同的消融深度。消融层去除后,基层就会显现出来。对于阳极氧化铝、涂漆金属、镀膜这类材料,我们就是这样处理的。
      然而,打标激光机还可用来完成生产过程中的其他步骤。例如,如果某个部件表面附着油渍,污渍或粘合了氧化的材料,就可以用激光光束进行表面清理。这样,当部件得到干净一致的表面,后续的焊接过程便能正确实施了。
      现在市场越来越需要这样的应用。因为这样的应用不仅能够使焊接更好地完成,而且可以为客户免去请清洁公司的环节,成本低、环境污染小。