Yakın kızılötesi lazerlerin sınırlamaları ve atılımları

Son birkaç yılda, yüksek güçlü CW lazerler, kaynak, kaplama, yüzey hazırlama, sertleştirme, lehimleme, kesme, 3D baskı gibi uygulamaları kapsayan modern üretimde yaygın bir araç haline geldi. Ve katkı maddesi üretimi. Yüksek güçlü 10.6µm dalga boyu karbon dioksit (CO2) lazerler veYakın kızılötesi 1064nm dalga boyu yarı iletken-Pompalanan Nd:YAGKatı hal lazerleriYüksek güçlü CW lazer teknolojisi, gelişimin ilk zirvesini gördü.

NIR lazerlerin sınırlamaları

Dalga boyu nedeniyle, karbondioksit lazerleri optik fiberlerle iletmek zordur, endüstriyel uygulamalar için belirli zorluklara neden olur; Katı hal lazerleri parlaklık ve güç amplifikasyon yetenekleri ile sınırlıdır. Bu CW yüksek güçlü fiber lazerler genellikle birçok uygulama için iyi olan 1µm içinde yakın kızılötesi (NIR) dalga boylarında çalışır. Örneğin, 50% 'den fazla emiciliğe sahip çeliklerin işlenmesi için uygundur. Ancak bazı metallerin yüzeyindeki yakın kızılötesi lazer radyasyon olayının % 90% veya daha fazlasını yansıtması ile sınırlıdır. Özellikle bakır ve altın gibi sarı metallerin NIR lazerlerle kaynaklanması durumunda, düşük emilim oranı, kaynak işlemini başlatmak için çok fazla lazer gücünün gerekli olduğu anlamına gelir.

Derin penetrasyon modu kaynağı, lazer ışınının yüksek bir emilimine neden olur, çünkü lazer ışını, malzemeden geçerken metal ve metal buharla birden fazla kez etkileşir. Bununla birlikte, yakın kızılötesi lazerle bir anahtar deliğinin etkinleştirilmesi, özellikle kaynak yapılan malzeme oldukça yansıtıcı olduğunda önemli bir olay lazer yoğunluğu gerektirir. Ve bir anahtar deliği oluştuğunda, emicilik keskin bir şekilde yükselir ve erimiş havuzda yüksek güçlü yakın kızılötesi lazer ile yüksek metal buhar basıncı sıçramaya ve poroziteye neden olabilir, bu nedenle, lazer gücü veya kaynak hızının, aşırı sıçramanın kaynaktan çıkmasını önlemek için dikkatli bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Erimiş havuz katılaştıkça, metal buharlarda "kabarcıklar" ve işlem gazları da sıkışabilir ve kaynak dikişinde boşluklar oluşturabilir. Bu tür gözeneklilik kaynak gücünü zayıflatır ve eklemin direncini arttırır, bu da daha düşük kaliteli kaynaklı bir bağlantıya neden olur. Bu nedenle, NIR lazerler, 1 µm'de emicilik <5% olan bakır gibi malzemeleri işlemek için çok zorludur. Bu yüksek yansıtma malzemelerini daha iyi işlemek için, işlenmiş malzemeye plazma üreterek malzemenin lazer ışığının emilim oranını arttırmak gibi yöntemler kabul edilmiştir. Bununla birlikte, bu yöntemler malzeme işlemeyi derin nüfuz işlemlerine sınırladığından, ince malzemelerin termal iletim modu kaynağı mümkün değildir ve püskürtme ve kontrollü enerji birikiminin doğal riskleri vardır. Bu nedenle, 1 µm dalga boyuna sahip mevcut lazer sistemleri, demir dışı metaller gibi yüksek yansıtıcı malzemelerin yanı sıra sualtı uygulamalarında işlenirken sınırlamalarına sahiptir.

Yakın kızılötesi lazerlerde bir atılım

Bu yakın kızılötesi lazerlerin kısıtlı uygulama alanlarını geliştirmek için yeni lazer ışık kaynakları araştırılmalıdır. Ayrıca, sera gazlarını azaltmak için yeni enerji araçları, benzinli motorları ve içten yanmalı motorları elektrikli motorlarla değiştiriyor. Elektrik motorları, özellikle güç pilleri yapımında çok fazla bakır kullanımı, güvenilir bakır işleme çözümleri için büyük bir talep yarattı, ve rüzgar turbines leri gibi diğer yenilenebilir enerji sistemlerinde eşit derecede geniş bir uygulama alanına sahiptir.

Bugün, yüksek güçlü endüstriyel fiber lazerler, fiber üzerinden teslim edilebilen yüksek parlaklık, yüksek güçlü lazerler için çözüm haline geldi. Bugün, fiber lazerler uygulamaların büyük çoğunluğu CO2 lazerlerini değiştirdiler ve çok sayıda endüstriyel işleme uygulamasında etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda, CO2 lazerlerden daha yüksek hız, verimlilik ve güvenilirliğe sahip lazer kaynağı ve kesme gibi endüstriyel lazerlerin çalışma atı haline geldi.