世界是人類從混沌自然中發(fā)現(xiàn)、界定、彰顯和產(chǎn)生出來的全部個體事物組成的統(tǒng)一體,每個事物都同其它事物具有某種形式的關聯(lián),都處在普遍的聯(lián)系之中,事物都有兩面性:一面是相互包容或相互統(tǒng)一的關系,另一面是相互對立或相互矛盾的關系。蛇毒就是一個很好的例子,足以致人死地,卻依舊可以制成寶貴的中藥,救人性命。有人說過:如果你把所有的錯誤都關在門外時,真理也要被關在門外面了。
在激光加工應用領域也有兩面性,不管是切割還是焊接激光技術都有劃時代的革命性,但遇到高反射材料卻是激光加工的一大難題。因為高反材料通常對光纖激光的吸收率極低,而且吸收的熱量很快會擴散,這對激光加工就造成了很大難度。同時,激光照射到這些高反材料上,大部分能量會被反射出去,反射的激光有可能會返回激光器內(nèi)部,在加工過程中出現(xiàn)出光不穩(wěn)定、或停止出光現(xiàn)象,甚至還會對激光器造成很大的損傷,縮短激光器的壽命。因此,激光加工高反材料一直以來都是業(yè)界要攻克的挑戰(zhàn)。
高反射的定義
1、通常,材料的電阻率越小,對激光的吸收率越低。
下圖所示為不同材料在20℃時的電阻率排序,通過對比,我們可以發(fā)現(xiàn):銀和銅的電阻率很小,即它們的高反能力很強。
2、材料表面越光滑,則對激光的反射越強。
對于普通的拉絲不銹鋼,其反光能力不是很強;但當其表面足夠光滑,達到鏡面效果時,則對激光加工而言也存在一定程度的反射。
拉絲不銹鋼
鏡面不銹鋼
3、材料的狀態(tài)不同,對激光的吸收率也不同。
通常,固態(tài)金屬對激光的吸收率較低,熔化成液態(tài)以后,吸收率會提高不少。如:室溫下紫銅對紅外激光的吸收率約為5%,加熱到熔點附近后吸收率能夠達到20%左右。
4、不同材料對不同波長光的吸收率也不同。
如下圖所見,銅(Cu)和銀(Ag)對于波長1070nm的光纖激光而言,是高反材料,其吸收率很低,遠遠低于鐵(Fe)和鋼(Steel);但是,它們對固體激光的吸收率相對而言就要高很多。
獨門秘技—光惠抗高反(ABR)技術
光惠激光(GW)的ABR抗高反技術全稱為:Anti-Back-Reflection,擁有完全自主的知識產(chǎn)權。激光器設有五級回返光探測與剝除裝置;多模激光器在五級基礎上,每個模塊又單獨設有一級抗回返光裝置,可以有效保障內(nèi)部器件不被損傷,保證激光器的穩(wěn)定運行,輕松切割金、銀、銅、鋁等高反材料,勝任各種焊接應用。
單模
1、輸出頭抗高反設計
對于從材料表面反射回來的激光,首先會通過激光頭后進入輸出頭,繼而沿著光纖返回激光器內(nèi)部。因此在激光輸出頭內(nèi)部設有反光探測與剝除裝置,能夠第一時間探測到反光并將其剝除,并利用輸出頭上的水冷結構將這部分能量散發(fā)掉;同時,若探測到的反光能量過大,會觸發(fā)輸出光纜保護,停止出光,防止損害輸出頭以及光纜。
回
2、合束器抗高反設計
光惠光纖激光器采用雙向泵浦結構,將多個泵浦產(chǎn)生的光通過正向合束器、反向合束器進入增益腔,通過增益放大后經(jīng)由反向合束器耦合到一根光纖中,然后進入輸出頭?;胤倒庖坏┻M入模組內(nèi)部,通過增益腔后會被不斷放大,增加激光器損壞的風險。因此,在反向合束器前端設有兩級反光探測與剝除裝置,逐級剝除回返光,并利用水冷結構散發(fā)能量,保障了內(nèi)部光學器件的安全性。
3、指示光抗高反設計
在指示光(紅光)前端另設有兩級反光探測與剝除裝置,確保紅光指示器不被損傷。
4、模塊抗高反設計
光惠激光的高功率多模組激光器,是由多個模塊經(jīng)過合束而成。在上述五級抗高反裝置的基礎上,每個模塊設有反光探測與剝除裝置,在回返光進入模塊之前先進行一定程度的剝除,可以提升模塊的可靠性,再配合模塊內(nèi)部的抗高反設計,保障高功率加工的穩(wěn)定性。
加工高反材料的優(yōu)勢
1、高反材料的激光切割
銅是一種優(yōu)良的導熱、導電材料,隨著交通和工業(yè)的日益發(fā)展,目前市場上對銅類合金特別是黃銅、紫銅的激光切割需求日趨旺盛,對此類材料的加工精度和加工速度要求越來越高,因此對激光器的抗高反性和穩(wěn)定性也提出了更高的要求,如何快速穩(wěn)定地切割黃銅、紫銅也是所有激光器廠家和切割機廠家所面臨的問題之一。
光惠激光完全自主知識產(chǎn)權的ABR抗高反技術,在切割高反銅合金方面可以輕松勝任。12KW多模激光器氧氣切割4mm紫銅速度可達10m/min,氮氣切割4mm黃銅速度達15m/min,切割速度快、效率高,切面平整,底部無掛渣和毛刺。
激光12KW激光器
4mm紫銅切割
4mm黃銅切割
2、高反材料的激光焊接
近幾年,在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的帶動下,動力電池行業(yè)迎來了爆發(fā)式增長。鋁合金是動力電池材料的主要組成部分,占整個動力電池的90%以上。因而,激光焊接鋁合金技術正在發(fā)揮越來越重要的作用。
光惠激光獨有的ABR抗高反技術、結合其976nm高亮度技術,在焊接鋁合金方面擁有得天獨厚的優(yōu)勢。如動力電池的正極極柱和防爆閥材料通常為厚度1mm以下的1系純鋁,采用GW 的1KW單模激光器,可以獲得外觀和性能良好的焊縫,速度可達170mm/s。
激光1KW激光器
動力電池正極極柱焊接
動力電池防爆閥焊接
在光纖激光器領域,光惠激光從一開始就比肩全球激光巨頭IPG,用軍工品質(zhì)打造光惠激光獨有的品牌優(yōu)勢。光惠激光從成立伊始,就組織科研力量在高亮度、抗反射方面進行不斷探索,未來還將在這方面持續(xù)提升,提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,實現(xiàn)產(chǎn)品和技術的迭代升級,滿足更多行業(yè)的加工需求。
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