Przykładowa analiza zastosowań spawania laserowego z różnymi średnicami rdzenia

Rozmiar średnicy rdzenia lasera wpływa na straty transmisji i rozkład gęstości energii światła. Rozsądny dobór średnicy rdzenia jest bardzo ważny. Zbyt duża średnica rdzenia prowadzi do zniekształceń modowych i rozpraszania w transmisji laserowej, co wpływa na jakość wiązki i dokładność ogniskowania. Zbyt mała średnica rdzenia powoduje pogorszenie symetrii gęstości mocy optycznej światłowodu jednomodowego, co nie sprzyja transmisji.laser dużej mocy.

1. Zalety i zastosowania laserów o małej średnicy rdzenia (<100um)

Materiały silnie odblaskowe: aluminium, miedź, stal nierdzewna, nikiel, molibden itp.;

(1）Materiały silnie odblaskowe wymagają lasera o małej średnicy rdzenia. Wiązka laserowa o dużej gęstości mocy służy do szybkiego nagrzania materiału do stanu ciekłego lub parującego, co poprawia absorpcję lasera przez materiał i umożliwia wydajne i szybkie przetwarzanie. Wybór lasera o dużej średnicy rdzenia może łatwo prowadzić do silnego odbicia, co prowadzi do wirtualnego spawania, a nawet przepalania lasera.

Materiały wrażliwe na pękanie: nikiel, miedź niklowana, aluminium, stal nierdzewna, stop tytanu itp.

Materiał ten wymaga na ogół ścisłej kontroli strefy wpływu ciepła i małego jeziorka stopionego materiału, dlatego bardziej odpowiedni jest wybór lasera o małej średnicy rdzenia;

Obróbka laserowa o dużej prędkości:

(3）Spawanie z głębokim wtopieniem wymaga obróbki laserowej z dużą prędkością i dlatego należy wybrać laser o wysokiej gęstości energii, aby zapewnić wystarczającą energię liniową do stopienia materiału z dużą prędkością, szczególnie w przypadku spawania zakładkowego, spawania penetracyjnego itp., które wymagają większej głębokości wtopienia. Lepiej wybrać laser o małej średnicy rdzenia.

2. Zalety i zastosowania laserów o dużej średnicy rdzenia (>100um)

Osiągnięto dużą średnicę rdzenia i dużą plamkę, duży obszar pokrycia cieplnego, szeroki obszar działania i jedynie mikrotopienie powierzchni materiału, co jest bardzo przydatne w zastosowaniach w napawaniu laserowym, przetapianiu laserowym, wyżarzaniu laserowym, hartowaniu laserowym itp. W tych dziedzinach duża plamka świetlna oznacza wyższą wydajność produkcji i mniejszą liczbę defektów (spawanie przewodzące ciepło prawie nie powoduje defektów).

Pod względemspawalniczy, duża plama jest używana głównie dospawanie kompozytowe, który jest używany do spawania z użyciem lasera o małej średnicy rdzenia: duża plamka powoduje, że powierzchnia materiału lekko się topi, przekształcając się ze stanu stałego w ciekły, co znacznie poprawia szybkość absorpcji materiału przez laser, a następnie wykorzystuje mały rdzeń. W tym procesie, dzięki wstępnemu podgrzaniu dużej plamki, obróbce końcowej i dużemu gradientowi temperatury w jeziorku stopionego materiału, materiał nie jest podatny na pęknięcia spowodowane szybkim nagrzewaniem i chłodzeniem. Może to sprawić, że spoina będzie gładsza i uzyskać mniejszą ilość odprysków niż w przypadku pojedynczego lasera.