激光焊接及相關技術的新進展

激光焊接及相關技術的新進展
近年來，在激光裝備與應用技術領域出現了兩個令人矚目的進展：一是以大功率光纖激光器為代表的激光焊接（切割）裝備，凸顯了激光加工的高效率、低運行成本和“現場化”的工業(yè)應用優(yōu)勢；二是新型、高強材料的出現，牽引和促進了各種激光復合焊接技術的研發(fā)，呈現了“一代材料”與“一代技術”的配套效應。這些都標志著一個激光技術應用新時期的到來。因此，了解快速發(fā)展中的激光技術，掌握各種激光器的特點和技術性能，對“光加工”在機械制造行業(yè)的推廣應用有重要的現實意義。
激光器的功率與光束特性的工程意義
機械制造領域中的激光加工大多通過光與物質的相互作用而實現。激光器光束的波長、功率密度、時空等特性是決定光與物質相互耦合效率的重要參數。在工程應用意義上主要表現在輸出功率和光束質量兩個方面。
激光器的輸出功率是激光器加工能力的基本指標之一。目前，向工業(yè)界提供的CO2激光器功率達45kW；多棒串聯的YAG激光器激光輸出功率達6kW；半導體泵浦固體激光器的功率達4.4kW；二極管泵浦薄片式固體激光器單模塊的輸出功率達2kW，組合輸出達8kW；尤其是輸出功率高達10kW～50kW的光纖激光器已進入工業(yè)界應用。
對于金屬及其合金，一般，激光束的波長越短吸收率越高。但在深熔焊接模式下，波長對吸收率的影響可以忽略。因此，激光器的功率與光束特性限定了可能實現的加工方法、加工有效尺度以及Z終加工質量。是對激光器的功率、光束質量與加工方法關系的描述，表明了工業(yè)激光加工系統(tǒng)與通訊激光、醫(yī)療激光和軍用激光系統(tǒng)的重要區(qū)別。