Το μπλε λέιζερ, ως νέα κατεύθυνση στον τομέα των λέιζερ ημιαγωγών, έχει βελτιώσει σημαντικά τον ρυθμό απορρόφησης των έγχρωμων μεταλλικών υλικών όπως ο χαλκός, ο χρυσός και το αλουμίνιο κατά αρκετές έως δεκάδες φορές σε σύγκριση με τα λέιζερ μήκους κύματος κοντά στο υπέρυθρο. Με την αυξανόμενη ζήτηση για κατασκευή λέιζερ υψηλής ποιότητας στη βιομηχανία, οι πηγές μπλε φωτός υψηλής απόδοσης εφαρμόζονται σταδιακά σε τομείς σχηματισμού υλικών όπως η συγκόλληση, η θερμική επεξεργασία και η κατασκευή προσθέτων με ευρείες προοπτικές αγοράς. Αυτό το άρθρο αναλύει τα πλεονεκτήματα των μπλε λέιζερ υψηλής ισχύος και φωτεινότητας στον τομέα της επεξεργασίας υλικών, συνοψίζει την ιστορία ανάπτυξης των μπλε λέιζερ ημιαγωγών και τις τρέχουσες εφαρμογές τους σε τομείς επεξεργασίας μετάλλων και διατυπώνει ορισμένες σκέψεις για τη μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης του μπλε λέιζερ υψηλής ισχύος.
Το λέιζερ ημιαγωγών είναι ένα είδος ηλεκτρο-οπτικής συσκευής μετατροπής, που έχει επιτύχει ταχεία ανάπτυξη και καρποφόρα αποτελέσματα τα τελευταία 50 χρόνια και έχει ευρεία διείσδυση και εφαρμογή στην επιστημονική έρευνα και την τεχνολογία μηχανικής. Χρησιμοποιεί το υλικό ημιαγωγών ως μέσο κέρδους, μέσω της αρχής των ηλεκτρονίων στη μετάβαση μεταξύ των ενεργειακών επιπέδων του φωτός, τη χρήση της κοιλότητας συντονισμού που αποτελείται από κρυστάλλους ημιαγωγών και παράλληλους καθρέφτες, κάτω από την ηλεκτρική έγχυση για την επίτευξη ταλάντωσης φωτός, ανάδραση, και τελικά παράγουν ενίσχυση ακτινοβολίας φωτός, έτσι ώστε να επιτευχθεί έξοδος λέιζερ.
Ως νέα κατεύθυνση στο πεδίο των λέιζερ ημιαγωγών, το μπλε λέιζερ έχει αναπτύξει πολλές εφαρμογές γρήγορα τα τελευταία χρόνια. Μεταξύ αυτών, χάρη στα μοναδικά πλεονεκτήματα του τμήματος βραχέων κυμάτων των 450 nm, σε σύγκριση με τα λέιζερ μήκους κύματος κοντά στο υπέρυθρο, ο ρυθμός απορρόφησης για μη σιδηρούχα υλικά (ιδίως χαλκός και χρυσός) έχει αυξηθεί κατά πολλές φορές σε δεκάδες φορές. Η πηγή μπλε φωτός υψηλής απόδοσης παρέχει μια νέα τεχνολογία για την επεξεργασία λέιζερ υψηλής ποιότητας υλικών μη σιδηρούχων μετάλλων όπως ο χαλκός και ο χρυσός, και επίσης κάνει αυτή την τεχνολογία να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως στην εθνική οικονομία και στους τομείς της στρατιωτικής άμυνας, όπως η επεξεργασία υλικών. ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, αυτοκίνητα και νέα ενέργεια, και έχει ευρείες προοπτικές αγοράς και έχει γίνει το επιβλητικό ύψος του διεθνούς ανταγωνισμού στον τομέα των λέιζερ. Ορισμένες εγχώριες ερευνητικές μονάδες και επιχειρήσεις εργάζονται σε τσιπ λέιζερ ημιαγωγών μπλε ακτίνων με βάση το GaN ισχύος.
Χαρακτηριστικά συγκόλλησης μπλε λέιζερ για μη σιδηρούχα πεδία
Η τεχνολογία συγκόλλησης με λέιζερ χαλκού είναι η καλύτερη αντανάκλαση των πλεονεκτημάτων του μπλε λέιζερ στον τομέα της συγκόλλησης. Επειδή ο ρυθμός απορρόφησης του χαλκού στο λέιζερ εγγύς υπέρυθρο είναι πολύ χαμηλός, ο ρυθμός απορρόφησης κυμαίνεται πολύ και ο ίδιος ο χαλκός έχει καλή θερμική αγωγιμότητα, είναι εύκολο να εμφανιστεί κακός σχηματισμός συγκόλλησης, εύκολη παραμόρφωση, θερμές ρωγμές, πιτσιλίσματα, πορώδες και άλλα ελαττώματα συγκόλλησης κατά τη συγκόλληση με λέιζερ. Μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία συγκόλλησης με λέιζερ του κόκκινου χαλκού έχει επιτευχθεί χρησιμοποιώντας τον υψηλό ρυθμό απορρόφησης του κόκκινου χαλκού σε μπλε λέιζερ. Στη διαδικασία συγκόλλησης, η ενέργεια μπορεί γρήγορα να μετατραπεί σε θερμική ενέργεια, με αποτέλεσμα την τήξη της επιφάνειας του χαλκού και το σχηματισμό μιας λιωμένης λίμνης, και στη συνέχεια η θερμότητα μεταφέρεται στο εσωτερικό του τεμαχίου μέσω αγωγιμότητας θερμότητας, έτσι ώστε να επιτυγχάνετε το αποτέλεσμα συγκόλλησης χωρίς πιτσίλισμα και πορώδες.
Το σύστημα συγκόλλησης με μπλε λέιζερ χρησιμοποιεί το μπλε λέιζερ Kaplin ως πηγή φωτός, εξοπλισμένο με κεφαλή συγκόλλησης με ευθυγραμμισμένη εστίαση, σύνθετη κεφαλή συγκόλλησης μπλε ινών και τραπέζι, που μπορεί να πραγματοποιήσει μια ποικιλία μεθόδων συνεχούς και παλμικής συγκόλλησης. Το σύστημα αποδίδει καλά στη συγκόλληση στην αγκαλιά και στην άκρη, ειδικά για τη συγκόλληση υλικών υψηλής ανακλαστικότητας όπως ο χαλκός, ο χρυσός, ο ανοξείδωτος χάλυβας και τα κράματα.
Η χρήση αερίου He (ή Ar) ως προστατευτική ατμόσφαιρα στη διαδικασία συγκόλλησης επαληθεύει τη διαδικασία συγκόλλησης υπό διαφορετικούς ρυθμούς ροής, ταχύτητες συγκόλλησης, ισχύ και αποεστίαση. Το μπλε λέιζερ όχι μόνο μπορεί να κάνει συγκόλληση πολλαπλών στρώσεων φύλλου χαλκού με πάχος 20μm, αλλά και να επιτύχει συγκόλληση με χάλκινο άκρο 0,3 mm, 0,6 mm και άλλου διαφορετικού πάχους. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας συγκόλλησης, η επιφάνεια της συγκόλλησης είναι σταθερή, χωρίς πιτσίλισμα και η επιφάνεια είναι λεία. Σε μικροσκόπιο 40Χ, δεν βρέθηκαν πόροι μέσα στη συγκόλληση. Εκτός από τη συγκόλληση με πλαστικοποιημένο χαλκό και τη συγκόλληση πισινών, στη νέα φουρκέτα ηλεκτροδίων ενέργειας, ηλεκτροσυγκόλληση με χάλκινη καρφίτσα από βηρύλλιο ηλεκτρονικών τσιπ, το μπλε λέιζερ έχει εξαιρετική απόδοση συγκόλλησης. Λαμβάνοντας υπόψη ότι το μπλε φως δεν μπορεί να επιτύχει συγκόλληση με βαθιά διείσδυση και το φωτεινό σημείο είναι μεγάλο, διερευνούμε τη σύνθετη εφαρμογή του μπλε φωτός και του κόκκινου φωτός. Το κόκκινο φως μπορεί να επιτύχει μικρή διάμετρο πυρήνα και υψηλή ισχύ για να βελτιώσει το βάθος διείσδυσης, ενώ το μπλε φως χρησιμοποιεί τον υψηλό ρυθμό απορρόφησης χαλκού για να λιώσει γρήγορα το υλικό ενώ ενισχύει τον ρυθμό απορρόφησης του κόκκινου φωτός. Επιπλέον, η μεγάλη κηλίδα μπλε φωτός μπορεί επίσης να επεκτείνει τη λιωμένη δεξαμενή και να καθυστερήσει τη στερεοποίηση της λιωμένης λίμνης, επιτυγχάνοντας έτσι χαμηλό πιτσίλισμα, χαμηλό πορώδες και υψηλής ποιότητας συγκόλληση σε κάποιο βαθμό.
Το μπλε λέιζερ έχει επίσης ορισμένα πλεονεκτήματα στη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα. Λόγω του υψηλού ποσοστού απορρόφησης του μπλε φωτός στον ανοξείδωτο χάλυβα, το μπλε λέιζερ μπορεί να μετατρέψει αποτελεσματικά την ενέργεια σε θερμότητα, να λιώσει γρήγορα την επιφάνεια του ανοξείδωτου χάλυβα και να επιτύχει συγκόλληση υψηλής ποιότητας. Ταυτόχρονα, το μπλε λέιζερ έχει υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα και μικρότερη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα, η οποία συμβάλλει στη μείωση της θερμικής παραμόρφωσης και της οξείδωσης της περιοχής συγκόλλησης, βελτιώνοντας έτσι την ποιότητα της συγκόλλησης.
Για τη συγκόλληση αλουμινίου και σύνθετων υλικών χαλκού-αλουμινίου, το μπλε λέιζερ έχει επίσης ορισμένη εφαρμογή. Τα υλικά αλουμινίου έχουν σχετικά χαμηλό ρυθμό απορρόφησης μπλε φωτός, αλλά με τη σωστή πυκνότητα ισχύος και το σχήμα κηλίδας, το μπλε λέιζερ μπορεί επίσης να επιτύχει αποτελεσματική συγκόλληση υλικών αλουμινίου. Επιπλέον, ο συνδυασμός λέιζερ μπλε φωτός και κόκκινου φωτός μπορεί να θεωρηθεί ως μια σύνθετη εφαρμογή για τη βελτίωση της επίδρασης συγκόλλησης σε υλικά αλουμινίου για να ξεπεραστεί ο περιορισμός της χαμηλής απορρόφησης μπλε φωτός από υλικά αλουμινίου [3]. Λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά του υλικού και τα χαρακτηριστικά του λέιζερ, μπορεί να σχεδιαστεί ένα μπλε σχήμα λέιζερ κατάλληλο για συγκόλληση αλουμινίου για να καλύψει τις ανάγκες διαφορετικών σεναρίων εφαρμογής.
Επιπλέον, το μπλε φως παρέχει επίσης μια νέα δυνατότητα για συγκόλληση σύνθετου χαλκού-αλουμινίου, λόγω της υψηλής θερμοκρασίας της συγκόλλησης με υπέρυθρο λέιζερ, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό εύθραυστων διαμεταλλικών ενώσεων όταν είναι σύνθετο χαλκό-αλουμίνιο, σύνθετη εφαρμογή μπλε φωτός και κόκκινο φως Το λέιζερ μπορεί επίσης να παίξει ρόλο στη συγκόλληση σύνθετων υλικών χαλκού-αλουμινίου για τη βελτίωση της ποιότητας και της απόδοσης συγκόλλησης.
Η Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στην Ε&Α, την κατασκευή και τις πωλήσεις αυτόματης μηχανής επένδυσης λέιζερ, μηχανής επένδυσης λέιζερ υψηλής ταχύτητας, μηχανής απόσβεσης λέιζερ, μηχανής συγκόλλησης λέιζερ και εξοπλισμού τρισδιάστατης εκτύπωσης. Τα προϊόντα μας είναι οικονομικά και πωλούνται στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας, επικοινωνήστε μαζί μας στο bob@gshenglaser.com.