連續(xù)激光焊接大部分都是高功率激光器,功率在500瓦以上,一般1mm以上的板材都應(yīng)該使用這種激光器。其焊接機(jī)理是基于小孔效應(yīng)的深熔焊,深寬比大,可達(dá)到5:1以上,焊接速度快,熱變形小。在機(jī)械、汽車、船舶等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。還有一部分小功率連續(xù)激光器,功率在 幾十到幾百瓦之間,它們?cè)谒芰虾附蛹凹す忖F焊這些行業(yè)使用得比較多。
1、YAG激光器的工作原理
激光電源首先把脈沖氙燈點(diǎn)著,通過(guò)激光電源對(duì)氙燈脈沖放電,形成一定頻率,一定脈寬的光波,該光波經(jīng)過(guò)聚光腔輻射到Nd 3+:YAG激光晶體上,激發(fā)Nd 3+:YAG激光晶體發(fā)光,再經(jīng)過(guò)激光諧振腔諧振之后,發(fā)出波長(zhǎng)為1064nm脈沖激光,該脈沖激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束、反射、(或經(jīng)光纖傳輸)聚焦后打在所要焊接的物體上;在PLC或工業(yè)PC機(jī)的控制下,移動(dòng)數(shù)控工作臺(tái),從而完成焊接。焊接時(shí)所需要的脈沖激光的頻率、脈寬、波形、工作臺(tái)速度、移動(dòng)方向均可用單片機(jī)、PLC或工業(yè)PC機(jī)來(lái)控制,通過(guò)對(duì)激光的頻率、脈寬的不同設(shè)定可調(diào)節(jié)控制脈沖激光的能量。
2、光纖激光器的工作原理
當(dāng)泵浦光通過(guò)光纖中的稀土離子時(shí),就會(huì)被稀土離子所吸收。這時(shí)吸收光子能量的稀土原子電子就會(huì)激勵(lì)到較高激射能級(jí),從而實(shí)現(xiàn)離子數(shù)反轉(zhuǎn),反轉(zhuǎn)后的離子數(shù)就會(huì)以輻射形式從高能級(jí)轉(zhuǎn)移到基態(tài),并且釋放出能量,完成受激輻射。光纖激光器產(chǎn)生的激光通過(guò)光纖輸出,并與配套的工作臺(tái)配合,完成相應(yīng)的焊接。光纖激光器分為脈沖光纖激光器和連續(xù)光纖激光器。其中,脈沖光纖激光器可通過(guò)激光的峰值功率、頻率、脈寬的設(shè)定來(lái)調(diào)節(jié)激光脈沖單點(diǎn)能量;連續(xù)光纖激光器則通過(guò)設(shè)定平均激光功率來(lái)調(diào)節(jié)輸出激光功率。
通過(guò)一定的激勵(lì)方式,在半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶(導(dǎo)帶與價(jià)帶)之間,或者半導(dǎo)體物質(zhì)的能帶與雜質(zhì)(受主或施主)能級(jí)之間,實(shí)現(xiàn)非平衡載流子的粒子數(shù)反轉(zhuǎn),當(dāng)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)的大量電子與空穴復(fù)合時(shí),便產(chǎn)生受激發(fā)射作用。半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的激光也可通過(guò)光纖輸出進(jìn)行焊接。