高亮度光纤激光器助力远程激光加工技术发展-易胜博娱乐场乐官方网

发展历程 / 2021-09-28 01:09

本文摘要:高功率、高亮度光纤激光器使远程激光扫描(RLS)应用于飞速发展。比起其他技术,RLS具备更加强劲的灵活性和更加慢的加工速度,并且很大程度的延长了大尺寸工件的加工周期。 那么,高亮度(光束参数乘积[BPP]1.5mm-mrad)光纤激光器是如何在远程激光扫描应用于中充分发挥其性能优势的呢?由于类似的光学性能,恩耐高亮度光纤激光器需要使系统集成商构建远程加工,有效地提高远程加工头在作业中的安全性。

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高功率、高亮度光纤激光器使远程激光扫描(RLS)应用于飞速发展。比起其他技术,RLS具备更加强劲的灵活性和更加慢的加工速度,并且很大程度的延长了大尺寸工件的加工周期。

那么,高亮度(光束参数乘积[BPP]1.5mm-mrad)光纤激光器是如何在远程激光扫描应用于中充分发挥其性能优势的呢?由于类似的光学性能,恩耐高亮度光纤激光器需要使系统集成商构建远程加工,有效地提高远程加工头在作业中的安全性。并且通过与较慢定位光束的扫瞄头结合,恩耐早已顺利构建了对铝、铜等低导电金属,以及新型、轻质碳纤维复合材料的远程激光切割成、光刻与焊。高亮度光纤激光器传统光纤激光器使用光纤耦合技术将多束激光输入耦合在一起,造成输入激光的亮度更加较低。

而恩耐nLIGHTaltaTM新一代光纤激光器使用了创新型架构,通过将泵浦二极管和驱动器拆分在独立国家的泵浦模块中,增益光纤加装在可配备的增益模块中,可以输入8kW以上的激光功率。增益模块基于精致的主振荡器/功率放大器(MOPA)设计,可以构建高亮度激光输入。此外,恩耐激光器还使用了可信的集成式返射隔离器来维护所有模块免遭返射光的影响,可以对低鼓吹材料展开剩功率、不间断、平稳的加工。

这两项技术创新在RLS应用于中起着了至关重要的起到。RLS系统的设计关键在于扫瞄头的工作距离、焦斑尺寸以及扫瞄范围。用于高亮度光纤激光器的一个益处就是它需要减小工作距离和扫瞄范围,同时需要取得更加小的焦斑尺寸,以提升焊速度和减小焊熔深。

表中所列的两个商用RLS扫瞄头产品(SCANLABIntelliWELD和IntelliSCAN)展出了更高亮度激光的益处(50μm光纤芯径)。从此事例可以显现出,扫瞄头工作距离可以减少50%以上,同时焦斑尺寸可以增大14%。nLIGHT激光器可以获取功率高达8kW的高亮度输入。远程激光焊焊解决方案的自由选择对于每个应用于来说都是一个简单的问题。

一般来说,较短焊缝数量就越多,并且产于在较小的面积上(例如门、座椅结构以及汽车可调的车体部件)。比起相同光学头焊,远程激光焊(RLW)的优势也更大。恩耐早已有使用RLW技术后加工周期延长高达50%的案例。图2为部分示例,其中的焊市场需求因RLW系统而获益。

示例同时涵括了高密度焊缝焊、仪器焊(a,b)以及具备多条焊缝的大尺寸结构焊等情况。特别是在是我们从(c)中看见,此部件的部分焊缝从顶板仍然沿袭究竟板。这种类型的结构使用传统焊头展开焊并不更容易构建。

图2.汽车可调必须将一组管子的末端焊到一个较小的结构(a)。(b)事例右图为大型(大约30×60cm)汽车座椅结构,这是一个多层结构,拒绝在顶部展开焊,并通过孔焊到部件的底层(c)。此外,RLW可以为焊工艺掌控获取很多先进设备功能,例如,如果必须使焊点在焊区域内展开转动,或加工过程包括简单的焊形状(圆形,C形等),使用扫瞄方式的加工速度和精度不会比用于机器人展开大幅度高速运动的效果更佳。

RLW扫瞄头的扫瞄速度可以超过每分钟90至180m,而传统机器人的运动速度仅次于只有大约10m/min。高亮度光纤激光器加工低导电材料时,最差是使用小光斑,以维持焊小孔的平稳,但此加工方式可能会使加工过程过分轻微,产生大量焊溅。实验证明,高亮度激光器因应远程扫瞄头的高速定位,明显增加焊溅,这是通过光束转动保证焊小孔平稳来构建的。

图3指出,焊铜、铝时,如果不用于光束转动模式,焊溅将不会很相当严重。一旦使用高频转动光束,焊溅就不会增加。

此外,恩耐激光独有的抗高鼓吹技术在此应用于中也不可或缺,通过加装一个保护装置,防止设备受到返射光的损害。加工铜和铝这类低光线金属时,返射光是不可避免的,传统激光器由于对返射光的天然敏感性,可能会造成加工不平稳和破坏性自动关机,甚至出厂。

图3.无光束转动(a)和有光束转动(b)的纯铜焊溅情况仔细观察结果,转动优化表明无焊溅(c)。(d-f)右图为对铝材展开光束转动应用于的效果,焊溅增加。(图:德国德累斯顿FraunhoferIWS以及SCANLAB)。

融合扫瞄头的高速度和激光器的高亮度,恩耐构建了以超过42m/min的速度焊铜和铜合金,同时确保了较好的焊质量和焊熔深(图4)。图4.以超过42m/min的速度构成的铜(99.95%铜)焊缝。


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