Pieci lielas jaudas pusvadītāju lāzeru lietojumi rūpnieciskajā jomā

Mar 02, 2020 Atstāj ziņu

Līdz ar pusvadītāju mikroshēmu tehnoloģijas un optiskās tehnoloģijas izstrādi, nepārtraukti ir uzlabota pusvadītāju lāzeru izejas jauda, būtiski uzlabota staru kūļa kvalitāte, kā arī iegūts vairāk pielietojumu industriālajā jomā. Pašlaik rūpniecisko augstjaudas pusvadītāju lāzeru izejas jauda un staru kūļa kvalitāte ir pārspējusi ar lampu sūknētus YAG lāzerus un ir tuvu pusvadītāju sūknēšanas YAG lāzeriem. Pusvadītāju lāzeri pakāpeniski tiek pielietoti plastmasas metināšanā, apšuvuma un sakausējuma, virsmas termiskās apstrādes, metāla metināšanas utt., kā arī ir panākts zināms progress marķēšanā, griešanu un citos aspektos.

Laser plastic welding

1.Lāzera plastmasas metināšana

Pusvadītāju lāzera stars ir plakans stars, un šķērsgriezuma gaismas intensitātes telpiskais sadalījums ir salīdzinoši vienāds. Salīdzinot ar YAG lāzera staru, pusvadītāju lāzera stars plastmasas metināšanas lietojumprogrammās var iegūt labāku metinājuma konsistenci un metināšanas kvalitāti un veikt platu spraugu metināšanu. Pusvadītāju lāzeru jaudas prasības plastmasas metināšanas lietojumiem nav augstas, parasti 50 ~ 700W, staru kūļa kvalitāte ir mazāka par 100 mm / mrad, un plankuma izmērs ir 0,5 ~ 5mm. Metināšana ar šo metodi nesabojā sagataves virsmu, vietējā apkure samazina plastmasas detaļu termisko spriegumu, var izvairīties no iestrādāto elektronisko komponentu bojāšanas un labāk izvairīties no plastmasas kušanas. Optimizējot izejvielas un pigmentus, lāzerplastmasas metināšana var iegūt dažādas sintētiskas krāsas. Pašlaik pusvadītāju lāzeri ir plaši izmantoti tādu komponentu metināšanā kā noslēgti konteineri, elektronisko komponentu korpusi, automobiļu detaļas un neviendabīga plastmasa.

laser cladding

2.Lāzera apšuvums un virsmas termiskā apstrāde

Virsmas termiskā apstrāde vai vietēja metāla detaļu apšuvums ar augstām nodilumizturības un korozijas izturības prasībām ir svarīgs pusvadītāju lāzeru pielietojums apstrādē. Starptautiskā mērogā pusvadītāju lāzeriem, ko izmanto lāzera apšuvumam un virsmas termoattīrīšanai, jauda ir no 1 līdz 6 kW, staru kūļa kvalitāte ir no 100 līdz 400 mm / mrad un plankuma izmērs 2 × 2 mm 2 līdz 3 × 3 mm 2 vai 1 × 5 mm 2. Salīdzinot ar citiem lāzeriem, apšuvuma un virsmas termiskās apstrādes ar pusvadītāju lāzera stariem priekšrocības ir augsta elektrooptiskā efektivitāte, augsta materiāla absorbcija, zemas uzturēšanas izmaksas, taisnstūra plankuma forma un vienmērīgs gaismas intensitātes sadalījums. Pašlaik pusvadītāju lāzera apšuvums un virsmas termiskā apstrāde ir plaši izmantota elektroenerģijas, naftas ķīmijas, metalurģijas, tērauda, mašīnu un citās rūpniecības jomās, un tā ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem līdzekļiem jaunu materiālu sagatavošanai, ātrai un tiešai metāla detaļu ražošanai un neveiksmīgu metāla detaļu zaļai atkārtotai pārstrādei.

laser metal welding

3.Metāla lāzermetināšana

Augstas jaudas pusvadītāju lāzeriem ir daudz pielietojumu metāla metināšanā, sākot no precīzas vietas metināšanas automobiļu rūpniecībā līdz ražošanas materiālu siltuma vadīšanas metināšanai un cauruļu aksiālai metināšanai. To šuvju kvalitāte ir laba, un turpmāka apstrāde nav nepieciešama. Pusvadītāju lāzeram, ko izmanto lokšņu metāla metināšanai, nepieciešama jauda 300-3000W, staru kūļa kvalitāte 40-150mm / mrad, plankuma izmērs 0,4-1,5 mm un metināšanas materiāla biezums 0,1-2,5 mm. Zemās siltuma pievades dēļ detaļu deformācijas tiek līdz minimumam. Lielas jaudas pusvadītāju lāzeri var veikt ātrgaitas metināšanu ar gludām un skaistām šuvēm. Tam ir īpašas priekšrocības attiecībā uz darbaspēka taupīšanu metināšanas laikā un pēc tās, un tas ir ļoti piemērots dažādām rūpnieciskās metināšanas vajadzībām. Tas pakāpeniski aizstās tradicionālās metināšanas metodes.

laser marking

4.Lāzera marķējums

Lāzermarķēšanas tehnoloģija ir viena no lielākajām lāzera apstrādes pielietojuma jomām. Pašlaik izmantotie lāzeri ietver YAG lāzerus, CO2 lāzerus un pusvadītāju sūkņu lāzerus. Bet, pilnveidojot pusvadītāju lāzera staru kvalitāti, marķēšanas jomā sākušas izmantot pusvadītāju lāzermarķēšanas iekārtas.

laser metal cutting

5.Lāzergriešana

Lielas jaudas pusvadītāju lāzeru izmantošana griešanas laukā sākās vēlu. Ar Vācijas Izglītības un pētniecības ministrijas programmas "Modulārā pusvadītāju lāzera sistēma" (MDS) atbalstu Fraunhofera institūts Vācijā 2001. gadā izstrādāja pusvadītāju lāzergriešanas iekārtu ar jaudu 800W. 0.4m / min.