激光是20世纪以来继核能、计算机和半导体之后人类的又一重大发明,具有高亮度、纯色和高能量 被誉为最快刀、最准尺、最亮光的特点,广泛应用于标记、焊接、切割等领域。
激光器种类繁多,分类标准不同,但以增益介质、运行模式、泵浦模式和输出波长为标准 最为常见。
激光器可根据不同的增益介质分为固体, 气体、液体激光器等。从这些类型来看,不同的激光器性能 固体激光器具有不同的特性,但其优点更为显著。稳定性好,功率高,后期维护成本低,应用场景广泛。液体激光器激光波长可调范围 但功率上限低,维护成本高,限制了其大规模应用;气体激光器难以实现高功率输出,应用空间 很难继续扩张。
固体激光器可分为固体激光器、光纤激光器、半导体激光器、混合激光器激光器激光器激光器激光器激光器激光器激光器激光器激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光激光 固态激光器。
固体激光器的增益介质是激光晶体或混合玻璃。自1960年以来,它是最早诞生的激光类型 年第一个红宝 石激光器诞生以来,已经过去了60多年,今天的技术已经基本成熟。它的波长覆盖 覆盖范围广,从紫外到红外基本全覆盖。
由于固体激光波长选择范围广,脉宽窄,峰值功率高,广泛应用于微纳加工领域 (加工精度可达微米、纳米等级)。但国内固体激光起步较晚,受技术发展等因素影响,规模应用较少,多用于 前沿科学研究环境、医疗、军事等领域。
光纤激光器以掺杂光纤为增益介质,光束质量好,输出功率高,散热性好,稳定性好 重量小、结构简单、工业生产方便等优点,是目前大多数激光应用领域的最佳解决方案,主要用于 在宏观加工领域(一般在毫米级以上)。
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 泛应用正在逐渐取代其他激光器。
激光技术主要用于车身拼接、焊接和零件焊接。激光拼接是在车身设计制造中,根据不同的设计和性能要求,通过激光截面选择不同规格的钢板 剪装技术完成了车身某一部位的制造,如前挡风玻璃框架、车门内板、车身底板、中柱等。激 光拼接可以减少零件和模具的数量,减少点焊的数量,优化材料的数量,减少零件的重量,降低成本,提高尺度 许多大型汽车制造商和配件供应商都采用了寸精度等优点。激光焊接主要用于车身框架结构的焊接,如顶盖和侧车身的焊接。传统焊接方法的电阻点焊 逐渐被激光焊接所取代。通过激光焊接技术,可以降低工件连接之间的接合面宽度,减少板材的使用 体积也提高了车身的刚度。激光焊接零件,零件焊接零件几乎没有变形,焊接速度快,不需要焊后热处理,激光焊接零件 变速器齿轮、气门挺杆、车门铰链等零件已广泛使用。
在航空航天设备的制造中,外壳由特殊的金属材料制成,具有高强度、高硬度、耐高温和普通的切割方法 材料加工难度大,激光切割是一种高效的加工方法,可用于飞机蒙皮、蜂窝结构、框架的激光切割 框架、翼彬、尾翼避板、直升机主旋翼、发动机机箱、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 制造的许多方面都有应用,从目前的航空发动机进气口到尾气喷嘴都需要应用到目前的激光切割技术 术。利用目前的激光切割技术,解决了多种航空发动机难加工材料的切割、大型薄壁件群孔的高效加工 高精度切割高精度切割、特殊表面零件加工等问题有效地促进了航空运输工具的高性能、轻 型化、长寿命、短周期、低成本等方向的发展,为航空业的发展增添了不少动力。长期以来,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铝合金材料 它是一种热处理强化铝合金(即高强度铝合金)。一旦焊接,热处理强化效果将丧失,晶间裂纹难以避免 免。激光焊接技术的采用克服了这一问题,大大简化了飞机机身的制造工艺,使机身重量重 激光焊接技术是飞机制造业的一场技术革命,大大降低了成本。
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行,即激光切割机和激光焊接 在钣金行业,机器、激光打标机等激光设备的应用提供了广阔的空间。绝大多数制造业都涉及钣金 机械、电气、仪表、厨卫等金加工。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工艺革命,是钣金加工的常用手段之一。激光切割机的灵活性 高切割速度快,生产效率高,产品生产周期短,为客户赢得了广阔的市场。目前,市场上的薄板领域 绝大多数的加工都使用光纤激光切割机,其高效、高精度的特点使其广受好评,甚至厚板领域 市场取代了一些等离子体和火焰。对钣金焊接的焊接强度和外观要求越来越高,特别是对附加值高、焊接质量要求高的零件, 传统的焊接方法不可避免地会导致输入大而导致工件变形,需要大量的研磨和成型方法 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提高了焊接效率,而且提高了 后处理时间减少了质量。因此,激光焊接在现代钣金制造中的应用越来越普及。
本文来源:光惠激光