El làser blau, com a nova direcció en el camp dels làsers semiconductors, ha millorat significativament la taxa d'absorció de materials metàl·lics de colors com el coure, l'or i l'alumini de diverses a desenes de vegades en comparació amb els làsers de longitud d'ona d'infrarojos propers. Amb la creixent demanda de fabricació làser d'alta qualitat a la indústria, fonts de llum blava d'alt rendiment s'estan aplicant gradualment en camps de formació de materials com la soldadura, el tractament tèrmic i la fabricació additiva amb àmplies perspectives de mercat. Aquest article analitza els avantatges dels làsers blaus d'alta potència i gran brillantor en el camp del processament de materials, resumeix l'historial de desenvolupament dels làsers de semiconductors blaus i les seves aplicacions actuals en camps de processament de metalls i planteja algunes reflexions sobre la direcció de desenvolupament futura de làsers blaus d'alta potència.
El làser semiconductor és una mena de dispositiu de conversió electro-òptica, que ha aconseguit un desenvolupament ràpid i resultats fructífers en els darrers 50 anys, i té una àmplia penetració i aplicació en la investigació científica i la tecnologia d'enginyeria. Utilitza el material semiconductor com a mitjà de guany, mitjançant el principi dels electrons en la transició entre els nivells d'energia de la llum, l'ús de la cavitat ressonant composta de cristalls semiconductors i miralls paral·lels, sota la injecció elèctrica per aconseguir l'oscil·lació de la llum, retroalimentació, i finalment produir una amplificació de radiació de llum, per aconseguir una sortida làser.
Com a nova direcció en el camp del làser de semiconductors, el làser blau ha desenvolupat moltes aplicacions ràpidament en els últims anys. Entre ells, gràcies als avantatges únics del segment d'ona curta de 450 nm, en comparació amb els làsers de longitud d'ona d'infrarojos propers, la taxa d'absorció de materials no fèrrics (especialment coure i or) s'ha incrementat diverses vegades fins a desenes de vegades. La font de llum blava d'alt rendiment proporciona una nova tecnologia per al processament làser d'alta qualitat de materials metàl·lics no fèrrics com el coure i l'or, i també fa que aquesta tecnologia es pugui utilitzar àmpliament en l'economia nacional i camps de defensa militar, com ara el processament de materials, electrònica de consum, automòbils i noves energies, i té àmplies perspectives de mercat, i s'ha convertit en les altures dominants de la competència internacional en el camp del làser. Diverses unitats i empreses d'investigació nacionals estan treballant en xips làser de semiconductors de raig blau basats en GaN.
Característiques de soldadura del làser blau per a camps no fèrrics
La tecnologia de soldadura per làser de coure és el millor reflex dels avantatges del làser blau en el camp de la soldadura. Com que la taxa d'absorció del coure al làser d'infraroig proper és molt baixa, la taxa d'absorció fluctua molt, i el coure en si té una bona conductivitat tèrmica, és fàcil aparèixer una mala formació de soldadura, fàcil deformació, esquerdes calentes, esquitxades, porositat i altres defectes de soldadura durant la soldadura làser. S'ha aconseguit un avenç en la tecnologia de soldadura làser de coure vermell utilitzant l'alta taxa d'absorció de coure vermell a làser blau. En el procés de soldadura, l'energia es pot convertir ràpidament en energia tèrmica, donant lloc a la fusió de la superfície de coure i la formació d'una piscina fosa, i després la calor es transfereix a l'interior de la peça a través de la conducció de calor, per tal de aconseguir l'efecte de soldadura sense esquitxades i porositat.
El sistema de soldadura per làser blau utilitza el làser blau Kaplin com a font de llum, equipat amb un capçal de soldadura d'enfocament colimat, un capçal de soldadura compost de fibra blava i una taula, que pot realitzar una varietat de mètodes de soldadura continu i pols. El sistema funciona bé en la soldadura a tope i solapada, especialment per a la soldadura de materials altament reflectants com ara coure, or, acer inoxidable i aliatges.
L'ús de gas He (o Ar) com a atmosfera protectora en el procés de soldadura verifica el procés de soldadura sota diferents cabals, velocitats de soldadura, potència i desenfocament. El làser blau no només pot fer soldadura multicapa de làmines de coure amb un gruix de 20μm, sinó que també aconsegueix 0.3mm, 0.6mm i altres gruixos diferents de soldadura a tope de coure. Durant el procés de soldadura, la superfície de la soldadura és estable, sense esquitxades i la superfície és llisa; Sota el microscopi 40X, no es van trobar porus dins de la soldadura. A més de la soldadura a tope i coure laminat, a la nova forquilla d'elèctrode d'energia, la soldadura de pins de bronze de beril·li amb xip electrònic, el làser blau té un excel·lent rendiment de soldadura. Tenint en compte que la llum blava no pot aconseguir una soldadura de penetració profunda i que el punt de llum és gran, explorem l'aplicació composta de llum blava i llum vermella. La llum vermella pot aconseguir un petit diàmetre de nucli i una gran potència per millorar la profunditat de penetració, mentre que la llum blava utilitza l'alta taxa d'absorció del coure per fondre ràpidament el material alhora que millora la taxa d'absorció de la llum vermella. A més, la gran taca de llum blava també pot expandir la piscina fosa i retardar la solidificació de la piscina fosa, aconseguint així baixa esquitxada, baixa porositat i soldadura d'alta qualitat fins a cert punt.
El làser blau també té certs avantatges en la soldadura d'acer inoxidable. A causa de l'alta taxa d'absorció de la llum blava a l'acer inoxidable, el làser blau pot convertir eficaçment l'energia en calor, fondre ràpidament la superfície d'acer inoxidable i aconseguir una soldadura d'alta qualitat. Al mateix temps, el làser blau té una densitat d'energia més alta i una zona afectada per la calor més petita, cosa que ajuda a reduir la deformació tèrmica i l'oxidació de la zona de soldadura, millorant així la qualitat de la soldadura.
Per a la soldadura de materials compostos d'alumini i coure-alumini, el làser blau també té certa aplicabilitat. Els materials d'alumini tenen una taxa d'absorció de llum blava relativament baixa, però amb la densitat de potència i la forma de punt adequades, el làser blau també pot aconseguir una soldadura eficaç de materials d'alumini. A més, la combinació de làser de llum blava i llum vermella es pot considerar com una aplicació composta per millorar l'efecte de soldadura dels materials d'alumini per superar la limitació de la baixa absorció de llum blava dels materials d'alumini [3]. Tenint en compte les característiques del material i les característiques del làser, es pot dissenyar un esquema làser blau adequat per a la soldadura d'alumini per satisfer les necessitats dels diferents escenaris d'aplicació.
A més, la llum blava també ofereix una nova possibilitat per a la soldadura de compostos de coure-alumini, a causa de l'alta temperatura de la soldadura làser infraroja, resultant en un gran nombre de compostos intermetàl·lics fràgils quan el compost de coure-alumini, aplicació composta de llum blava i llum vermella El làser també pot tenir un paper en la soldadura de materials compostos de coure-alumini per millorar la qualitat i l'eficiència de la soldadura.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. és una empresa d'alta tecnologia especialitzada en R + D, fabricació i venda de màquines de revestiment làser automàtica, màquines de revestiment làser d'alta velocitat, màquines d'extinció làser, màquina de soldadura làser i equips d'impressió làser 3D. Els nostres productes són rendibles i es venen a nivell nacional i estranger. Si esteu interessats en els nostres productes, poseu-vos en contacte amb nosaltres a bob@gshenglaser.com.