Mėlynas lazeris, kaip nauja kryptis puslaidininkinių lazerių srityje, nuo kelių iki dešimties kartų pagerino spalvotų metalų medžiagų, tokių kaip varis, auksas ir aliuminis, absorbcijos greitį, palyginti su artimo infraraudonųjų spindulių bangos ilgio lazeriais. Didėjant aukštos kokybės lazerių gamybos paklausai pramonėje, didelio našumo mėlynos šviesos šaltiniai palaipsniui taikomi medžiagų formavimo srityse, tokiose kaip suvirinimas, terminis apdorojimas ir priedų gamyba su plačiomis rinkos perspektyvomis. Šiame straipsnyje analizuojami didelės galios ir didelio ryškumo mėlynųjų lazerių privalumai medžiagų apdirbimo srityje, apibendrinama mėlynųjų puslaidininkinių lazerių raidos istorija ir dabartinis jų pritaikymas metalo apdirbimo srityse bei pateikiamos mintys apie ateities plėtros kryptis. didelės galios mėlynieji lazeriai.
Puslaidininkinis lazeris yra tam tikras elektrooptinio konvertavimo įtaisas, kuris per pastaruosius 50 metų pasiekė spartų vystymąsi ir vaisingus rezultatus, plačiai paplitęs ir pritaikytas moksliniuose tyrimuose bei inžinerinėse technologijose. Jis naudoja puslaidininkinę medžiagą kaip stiprinimo terpę, taikant elektronų principą pereinant tarp šviesos energijos lygių, naudojant rezonansinę ertmę, sudarytą iš puslaidininkių kristalų ir lygiagrečių veidrodžių, naudojant elektrinį įpurškimą, kad būtų pasiektas šviesos svyravimas, grįžtamasis ryšys, ir galiausiai sukuria šviesos spinduliuotės stiprinimą, kad būtų pasiekta lazerio išvestis.
Mėlynasis lazeris, kaip nauja puslaidininkinių lazerių lauko kryptis, pastaraisiais metais sparčiai plėtojo daugybę pritaikymų. Be to, dėl unikalių 450 nm trumpųjų bangų segmento pranašumų, palyginti su artimo infraraudonųjų spindulių bangos ilgio lazeriais, spalvotųjų medžiagų (ypač vario ir aukso) sugerties greitis buvo padidintas kelis kartus iki dešimčių kartų. Didelio našumo mėlynos šviesos šaltinis suteikia naują technologiją, skirtą aukštos kokybės spalvotųjų metalų, tokių kaip varis ir auksas, apdorojimui lazeriu, be to, ši technologija gali būti plačiai naudojama šalies ekonomikoje ir karinės gynybos srityse, tokiose kaip medžiagų apdirbimas, plataus vartojimo elektronikos, automobilių ir naujos energijos sektoriuje, turi plačias rinkos perspektyvas ir tapo svarbiausiais tarptautinės konkurencijos viršūnėmis lazerių srityje. Nemažai vietinių tyrimų padalinių ir įmonių dirba su galios GaN mėlynojo spindulio puslaidininkinių lazerinių lustų kūrimu.
Mėlynojo lazerio suvirinimo charakteristikos spalvotųjų metalų laukams
Vario lazerinio suvirinimo technologija geriausiai atspindi mėlynojo lazerio pranašumus suvirinimo srityje. Kadangi vario sugerties greitis į artimųjų infraraudonųjų spindulių lazerį yra labai mažas, absorbcijos greitis labai svyruoja, o pats varis turi gerą šilumos laidumą, todėl gali atsirasti prastas suvirinimo siūlių susidarymas, lengva deformacija, karšti įtrūkimai, purslai, poringumas ir kiti suvirinimo defektai suvirinimo lazeriu metu. Raudonojo vario lazerinio suvirinimo technologijos proveržis pasiektas panaudojus aukštą raudonojo vario absorbcijos greitį mėlynam lazeriui. Suvirinimo procese energija gali būti greitai paversta šilumos energija, todėl vario paviršius ištirpsta ir susidaro išlydytas baseinas, o tada šiluma perduodama į ruošinio vidų per šilumos laidumą, kad pasiekti suvirinimo efektą be purslų ir poringumo.
Mėlynojo lazerinio suvirinimo sistemoje kaip šviesos šaltinis naudojamas Kaplin mėlynasis lazeris, turintis kolimuotą fokusavimo suvirinimo galvutę, pluošto ir mėlynos spalvos kompozicinę suvirinimo galvutę ir stalą, kurie gali realizuoti įvairius nepertraukiamo ir impulsinio suvirinimo būdus. Sistema puikiai veikia suvirinant juosmenį ir užpakalinį suvirinimą, ypač suvirinant labai atspindinčias medžiagas, tokias kaip varis, auksas, nerūdijantis plienas ir lydiniai.
Naudojant He (arba Ar) dujas kaip apsauginę atmosferą suvirinimo procese, patikrinamas suvirinimo procesas esant skirtingiems srautams, suvirinimo greičiams, galiai ir defokusavimui. Mėlynuoju lazeriu galima ne tik suvirinti daugiasluoksnį 20μm storio vario foliją, bet ir pasiekti 0,3 mm, 0,6 mm ir kitokio skirtingo storio vario sandūrinį suvirinimą. Suvirinimo proceso metu suvirinimo siūlės paviršius yra stabilus, nėra purslų, o paviršius yra lygus; 40X mikroskopu suvirinimo siūlės viduje nerasta porų. Be laminuoto vario ir sandūrinio suvirinimo, naujajame energetiniame elektrodiniame plaukų segtuke, elektroninio lusto berilio bronzos kaiščiu suvirinimas, mėlynas lazeris pasižymi puikiomis suvirinimo savybėmis. Atsižvelgiant į tai, kad mėlyna šviesa negali pasiekti gilaus įsiskverbimo suvirinimo, o šviesos taškas yra didelis, tiriame sudėtinį mėlynos ir raudonos šviesos pritaikymą. Raudona šviesa gali pasiekti mažą šerdies skersmenį ir didelę galią, kad pagerintų prasiskverbimo gylį, o mėlyna šviesa naudoja didelį vario sugerties greitį, kad greitai ištirptų medžiaga ir padidintų raudonos šviesos sugerties greitį. Be to, didelė mėlynos šviesos dėmė taip pat gali išplėsti išlydytą baseiną ir uždelsti išlydyto baseino kietėjimą, todėl tam tikru mastu pasiekiamas mažas purslų kiekis, mažas poringumas ir aukštos kokybės suvirinimas.
Mėlynas lazeris taip pat turi tam tikrų pranašumų suvirinant nerūdijantį plieną. Dėl didelio nerūdijančio plieno mėlynos šviesos sugerties greičio mėlynas lazeris gali efektyviai paversti energiją šiluma, greitai išlydyti nerūdijančio plieno paviršių ir pasiekti aukštos kokybės suvirinimą. Tuo pačiu metu mėlynas lazeris turi didesnį energijos tankį ir mažesnę šilumos poveikio zoną, o tai padeda sumažinti suvirinimo srities šiluminę deformaciją ir oksidaciją, taip pagerindama suvirinimo kokybę.
Aliuminio ir vario-aliuminio kompozitinių medžiagų suvirinimui mėlynas lazeris taip pat turi tam tikrą pritaikomumą. Aliuminio medžiagos turi santykinai mažą mėlynos šviesos sugerties greitį, tačiau esant tinkamam galios tankiui ir taško formai, mėlynas lazeris taip pat gali efektyviai suvirinti aliuminio medžiagas. Be to, mėlynos šviesos ir raudonos šviesos lazerio derinys gali būti laikomas sudėtiniu pritaikymu, siekiant pagerinti aliuminio medžiagų suvirinimo efektą, siekiant įveikti aliuminio medžiagų mažos mėlynos šviesos sugerties apribojimus [3]. Atsižvelgiant į medžiagos charakteristikas ir lazerio charakteristikas, mėlyno lazerio schema, tinkama aliuminio suvirinimui, gali būti sukurta taip, kad atitiktų skirtingų taikymo scenarijų poreikius.
Be to, mėlyna šviesa taip pat suteikia naują galimybę vario ir aliuminio kompoziciniam suvirinimui dėl aukštos infraraudonųjų spindulių lazerinio suvirinimo temperatūros, dėl kurios susidaro daug trapių intermetalinių junginių, kai vario ir aliuminio kompozitas, kombinuotas mėlynos ir raudonos šviesos naudojimas. lazeris taip pat gali atlikti vaidmenį suvirinant vario ir aliuminio kompozicines medžiagas, kad pagerintų suvirinimo kokybę ir efektyvumą.
„Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd.“ yra aukštųjų technologijų įmonė, kurios specializacija yra MTTP, automatinių lazerinių dengimo mašinų, greitaeigių lazerinių dengimo mašinų, lazerinio gesinimo aparatų, lazerinio suvirinimo aparatų ir lazerinio 3D spausdinimo įrangos MTTP gamyba ir pardavimas. Mūsų produktai yra ekonomiški ir parduodami šalyje ir užsienyje. Jei jus domina mūsų produktai, susisiekite su mumis adresu bob@gshenglaser.com.