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激光器

光纤激光器和固体激光器那个更适合你

激光制造网 来源:光惠激光2022-06-20 我要评论(0 )   

前言激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,具有亮度高、颜色纯、能量大的特点,被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,广泛应用...

前言

激光是20世纪以来继核能、电脑、半导体之后,人类的又一重大发明,具有亮度高、颜色纯、能量大 的特点,被誉为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”,广泛应用于打标、焊接、切割等领域。


激光器的分类

激光器种类繁多,分类标准各异,但以增益介质、运转方式、泵浦方式和输出波长为标准的分类方式 最为常见。

按照增益介质的不同,激光器可分为固体、气体、液体激光器等。从这些种类来看,不同激光器性 能特点各异,但是固体类的激光器优势更为显著。固体激光器的稳定性好、功率高、后期维护成本较低,应用场景广泛。液体激光器激光波长可调范围 大,但功率上限低、且高维护成本限制了其规模化应用;气体激光器很难实现高功率输出,应用空间难以持续扩展。


光纤激光器和固体激光器的主要区别

固体激光器可分为固态、光纤、半导体、混合激光器等。通常我们所说的“固体激光器”一般指该类别 中的“固态激光器”。
固体激光
固体激光器的增益介质为激光晶体或掺杂玻璃。它是最早诞生的激光器类型,自1960 年第一台红宝 石激光器诞生以来,已经度过了六十多年的漫长岁月,时至今日技术已基本趋于成熟。且它的波长覆 盖范围广,从紫外到红外基本全覆盖。
得益于固体激光器波长选择范围广,且具有窄脉宽、高峰值功率等优点,被广泛应用于微纳加工领域 (加工精度可达微米、纳米级别)。但国内固体激光器起步相对较晚,且受制于技术发展等因素的影响,规模化应用相对较少,大都用于 环境、医疗、军事等领域的前沿科学研究。
光纤激光器
光纤激光器使用掺杂光纤作为增益介质,它具备光束质量好、输出功率高、散热性好、稳定性优异、 重量体积小、结构简单易于工业化生产等诸多优势,是目前大多数激光应用领域的最优解,主要被用 于宏观加工领域(一般为毫米级别以上尺度的加工)。


光纤激光器的主要应用领域

光纤激光器的多种优势为其带来了广泛的下游应用空间,在打标、切割、焊接等工业领域已经得到广 泛应用,目前正在逐步取代其他激光器。
汽车工业
汽车工业中,激光技术主要用于车身拼焊、焊接和零件焊接。激光拼焊是在车身设计制造中,根据车身不同的设计和性能要求,选择不同规格的钢板,通过激光截 剪和拼装技术完成车身某一部位的制造,例如前档风玻璃框架、车门内板、车身底板、中立柱等。激 光拼焊具有减少零件和模具数量、减少点焊数目、优化材料用量、降低零件重量、降低成本和提高尺 寸精度等好处,已经被许多大汽车制造商和配件供应商所采用。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接,例如顶盖与侧面车身的焊接,传统焊接方法的电阻点焊已经 逐渐被激光焊接所代替。用激光焊接技术,工件连接之间的接合面宽度可以减少,既降低了板材使用 量也提高了车体的刚度。激光焊接零部件,零件焊接部位几乎没有变形,焊接速度快,而且不需要焊后热处理,激光焊接零部 件已经广泛采用,常见于变速器齿轮、气门挺杆、车门铰链等。
航空航天
在航天航空设备的制造中,外壳采用特殊金属材料制成,强度高、硬度高、耐高温,普通的切割手段 很难完成材料的加工,激光切割是一种高效的加工手段,可用激光切割加工飞机蒙皮、蜂窝结构,框 架、翼彬,尾翼避板、直升机主旋翼、发动机机匣和火焰筒等。由于激光切割具有精密度高、加工速度快、热影响小、不会产生机械效应等特点,所以在航空发动机 制造的众多方面都有应用,从现在航空发动机的进气道到尾气喷口都有需要应用到现在的激光切割技 术。采用现在的激光切割技术解决了多项航空发动机难加工材料的切割、大型薄壁件群孔高效加工、 零件叶型孔高精度切割、特种表面零件加工等难题,有力的推动了现在航空运载工具,向高性能、轻 型化、长寿命、短周期、低成本等方向发展,为现在航空工业的发展增添了不少的动力。长久以来,飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺,主要原因是飞机结构采用的铝合金材料 是热处理强化铝合金(即高强铝合金),一经熔焊后,热处理强化效果就会丧失,而且晶间裂纹难以避 免。而激光焊接技术的采用,克服了这样的难题,还大大地简化了飞机机身的制造工艺,使机身重量 大大减轻、成本大大下降,激光焊接技术是飞机制造业的一次技术大革命。
钣金加工
钣金行业是激光加工最重要的应用市场之一,加工技术的转型势在必得,这为激光切割机、激光焊接 机、激光打标机等激光设备在钣金行业的应用提供了广阔空间。绝大多数的制造行业里,都会涉及钣 金加工,比如机械、电气、仪表、厨卫等。所以,光纤激光器在钣金行业扮演者重要的角色。激光切割机是钣金加工的一次工艺革命,是目前钣金加工的常见手段之一,激光切割机柔性化程度 高,切割速度快,出产效率高,产品出产周期短,为客户赢得了广泛的市场,目前市面上中薄板领域 的加工绝大多数都用上了光纤激光切割机,效率高与精度高的特点使得其广受推崇,甚至厚板领域也 取代了部分等离子和火焰的市场。随着对钣金焊接的焊接强度和外观要求越来越高,特别是对于附加值高、对焊接质量要求高的零件, 传统的焊接方法不可避免地会带来工件因热量输入大而变形等问题,需要大量的打磨和成型方法,导 致成本上升。激光焊接具有极高的能量密度和极低的热影响区,不仅显著提高了焊接效率,而且提高 了质量,减少了后处理时间。因此,激光焊接在现代钣金制造中的应用越来越普及。

结语

凭借出色的综合性能,光纤激光器迅速在工业激光器市场得到了放量,目前已经占据了工业激光器市 场半壁以上江山。随着传统替代和新兴应用场景的不断开发,光纤激光器在全球的市场占比有望进一 步提升。 

光惠激光专业从事光纤激光器的研发、生产和营销。产品覆盖高功率光纤激光器、中低功率水冷和风 冷光纤激光器,功率范围最高可达五万瓦。立足于全球新能源汽车、新型大基建、半导体精密制造等 广阔的应用领域,在高亮度激光焊接、激光切割、激光熔覆的细分市场具有全球前列的份额。

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