Приклад аналізу застосувань лазерного зварювання з різними діаметрами осердя

Розмір діаметра лазерного осердя впливатиме на втрати передачі та розподіл густини енергії світла. Розумний вибір діаметра осердя дуже важливий. Надмірний діаметр осердя призведе до спотворення мод та розсіювання під час передачі лазера, що впливає на якість променя та точність фокусування. Занадто малий діаметр осердя призведе до погіршення симетрії густини оптичної потужності одномодового волокна, що не сприяє передачі.потужний лазер.

1. Переваги та застосування лазерів з малим діаметром серцевини (<100 мкм)

Високовідбивні матеріали: алюміній, мідь, нержавіюча сталь, нікель, молібден тощо;

(1）Для матеріалів з високою відбивною здатністю потрібно вибирати лазер з малим діаметром серцевини. Лазерний промінь високої щільності потужності використовується для швидкого нагрівання матеріалу до зрідженого або пароподібного стану, що покращує коефіцієнт поглинання лазерного випромінювання матеріалом та забезпечує ефективну та швидку обробку. Вибір лазера з великим діаметром серцевини може легко призвести до високого відбиття, що може призвести до віртуального зварювання та навіть вигорання лазера;

Матеріали, чутливі до розтріскування: нікель, нікельована мідь, алюміній, нержавіюча сталь, титанові сплави тощо.

Цей матеріал зазвичай вимагає суворого контролю зони термічного впливу та невеликої ванни розплаву, тому доцільніше вибрати лазер з малим діаметром серцевини;

Високошвидкісна лазерна обробка:

(3）Зварювання глибоким проникненням вимагає високошвидкісної лазерної обробки, і необхідно вибрати лазер з високою щільністю енергії, щоб забезпечити достатню енергію лінії для плавлення матеріалу з високою швидкістю, особливо для зварювання внахлест, зварювання проплавленням тощо, які потребують більшої глибини проникнення. Краще вибрати лазер з малим діаметром сердечника.

2. Переваги та застосування лазерів з великим діаметром серцевини (>100 мкм)

Досягається великий діаметр серцевини та велика пляма, велика площа теплового покриття, широка зона дії та лише мікроплавлення поверхні матеріалу, що дуже підходить для застосування в лазерному плакуванні, лазерному переплавленні, лазерному відпалі, лазерному гартуванні тощо. У цих галузях велика світлова пляма означає вищу ефективність виробництва та меншу кількість дефектів (термопровідне зварювання майже не має дефектів).

З точки зорузварювання, велика пляма в основному використовується длязварювання композитних матеріалів, який використовується для компаундування з лазером з малим діаметром серцевини: велика пляма змушує поверхню матеріалу трохи плавитися, переходячи з твердого стану в рідкий, що значно покращує швидкість поглинання матеріалом лазера, а потім використовується мале серцевина. У цьому процесі, завдяки попередньому нагріванню великої плями, подальшій обробці та великому градієнту температури, що надається розплавленій ванні, матеріал не схильний до утворення тріщин, спричинених швидким нагріванням та швидким охолодженням. Це може зробити зовнішній вигляд зварного шва більш гладким та досягти меншого розбризкування, ніж рішення з одним лазером.