Плави ласер, као нови правац у области полупроводничких ласера, значајно је побољшао стопу апсорпције обојених металних материјала као што су бакар, злато и алуминијум за неколико до десетина пута у поређењу са ласерима таласне дужине близу инфрацрвене дужине. Са све већом потражњом за висококвалитетном производњом ласера у индустрији, извори плаве светлости високих перформанси постепено се примењују у областима формирања материјала као што су заваривање, топлотна обрада и производња адитива са широким тржишним перспективама. Овај чланак анализира предности плавих ласера велике снаге и велике светлости у области обраде материјала, сумира историју развоја плавих полупроводничких ласера и њихову тренутну примену у областима обраде метала и износи нека размишљања о будућем правцу развоја плави ласери велике снаге.
Полупроводнички ласер је врста уређаја за електро-оптичку конверзију, који је постигао брз развој и плодне резултате у протеклих 50 година, а има широку продор и примену у научноистраживачкој и инжењерској технологији. Користи полупроводнички материјал као медиј за појачање, кроз принцип електрона у прелазу између енергетских нивоа светлости, коришћењем резонантне шупљине састављене од полупроводничких кристала и паралелних огледала, под електричном ињекцијом да би се постигла осцилација светлости, повратна информација, и коначно произвести појачање светлосног зрачења, како би се постигао ласерски излаз.
Као нови правац у пољу полупроводничког ласера, плави ласер је брзо развио многе апликације последњих година. Међу њима, захваљујући јединственим предностима краткоталасног сегмента од 450 нм, у поређењу са ласерима таласне дужине близу инфрацрвене дужине, стопа апсорпције за обојене материјале (посебно бакар и злато) је повећана за неколико пута до десетина пута. Извор плаве светлости високих перформанси обезбеђује нову технологију за висококвалитетну ласерску обраду материјала од обојених метала као што су бакар и злато, а такође чини да се ова технологија може широко користити у националној економији и војним одбрамбеним пољима као што су прерада материјала, потрошачка електроника, аутомобили и нова енергија, и има широке тржишне изгледе, и постао је главни врх међународне конкуренције у области ласера. Одређени број домаћих истраживачких јединица и предузећа ради на ласерским ласерским чиповима са плавим зракама базираним на ГаН.
Карактеристике заваривања плавог ласера за обојена поља
Технологија ласерског заваривања бакра је најбољи одраз предности плавог ласера у пољу заваривања. Пошто је брзина апсорпције бакра у блиском инфрацрвеном ласеру веома ниска, брзина апсорпције увелико варира, а сам бакар има добру топлотну проводљивост, лако се може појавити лоше формирање завара, лака деформација, вруће пукотине, прскање, порозност и други недостаци заваривања током ласерског заваривања. Пробој у технологији ласерског заваривања црвеног бакра је постигнут коришћењем високе стопе апсорпције црвеног бакра у плави ласер. У процесу заваривања, енергија се може брзо претворити у топлотну енергију, што резултира топљењем површине бакра и формирањем растопљеног базена, а затим се топлота преноси у унутрашњост радног предмета путем топлотне проводљивости, тако да се постићи ефекат заваривања без прскања и порозности.
Плави ласерски систем за заваривање користи Каплин плави ласер као извор светлости, опремљен колимираном фокусираном главом за заваривање, фибер-плавом композитном главом за заваривање и столом, који може да реализује различите методе континуираног и импулсног заваривања. Систем се добро понаша у заваривању у преклопу и сучеоном заваривању, посебно за заваривање високо рефлективних материјала као што су бакар, злато, нерђајући челик и легуре.
Употреба Хе (или Ар) гаса као заштитне атмосфере у процесу заваривања верификује процес заваривања при различитим брзинама протока, брзинама заваривања, снази и дефокусу. Плави ласер може не само да врши вишеслојно заваривање бакарне фолије дебљине 20μм, већ и постиже 0.3мм, 0.6мм и друге различите дебљине бакарног сучеоног заваривања. Током процеса заваривања, површина завара је стабилна, нема прскања, а површина је глатка; Под 40Кс микроскопом нису пронађене поре унутар завара. Поред ламинираног бакра и сучеоног заваривања, у новој енергетској електроди за укосницу, електронским чипом за заваривање игле од берилијум бронзе, плави ласер има одличне перформансе заваривања. Узимајући у обзир да плаво светло не може постићи заваривање дубоког продора и да је светлосна тачка велика, истражујемо композитну примену плаве светлости и црвене светлости. Црвено светло може постићи мали пречник језгра и велику снагу да побољша дубину продирања, док плаво светло користи високу стопу апсорпције бакра да брзо топи материјал док повећава стопу апсорпције црвене светлости. Поред тога, велика тачка плаве светлости такође може да прошири растопљени базен и одложи очвршћавање растопљеног базена, чиме се постиже ниско прскање, ниска порозност и висок квалитет заваривања у одређеној мери.
Плави ласер такође има одређене предности у заваривању нерђајућег челика. Због високе стопе апсорпције плаве светлости у нерђајућем челику, плави ласер може ефикасно претворити енергију у топлоту, брзо истопити површину од нерђајућег челика и постићи висококвалитетно заваривање. Истовремено, плави ласер има већу густину енергије и мању зону топлотног утицаја, што помаже у смањењу термичке деформације и оксидације подручја заваривања, чиме се побољшава квалитет заваривања.
За заваривање алуминијума и бакар-алуминијум композитних материјала, плави ласер такође има одређену примену. Алуминијумски материјали имају релативно ниску стопу апсорпције плаве светлости, али са правом густином снаге и обликом тачке, плави ласер такође може постићи ефикасно заваривање алуминијумских материјала. Поред тога, комбинација ласера плавог и црвеног светла може се сматрати композитном применом за побољшање ефекта заваривања на алуминијумским материјалима како би се превазишло ограничење ниске апсорпције плаве светлости алуминијумских материјала [3]. Узимајући у обзир карактеристике материјала и ласерске карактеристике, плава ласерска шема погодна за заваривање алуминијума може бити дизајнирана да задовољи потребе различитих сценарија примене.
Поред тога, плава светлост такође пружа нову могућност за заваривање композита бакар-алуминијум, због високе температуре инфрацрвеног ласерског заваривања, што резултира великим бројем крхких интерметалних једињења када је композит бакар-алуминијум, композитна примена плаве светлости и црвеног светла. ласер такође може играти улогу у заваривању бакар-алуминијум композитних материјала како би се побољшао квалитет и ефикасност заваривања.
Кси'ан Гуосхенг Ласер Тецхнологи Цо., Лтд. је високотехнолошко предузеће специјализовано за истраживање и развој, производњу и продају аутоматске ласерске машине за облагање, брзе ласерске машине за облагање, машине за ласерско гашење, машине за ласерско заваривање и опрему за ласерско 3Д штампање. Наши производи су исплативи и продају се у земљи и иностранству. Ако сте заинтересовани за наше производе, контактирајте нас на bob@gshenglaser.com.