联系我们

Contact


地址:厦门市湖里区县后ABB公司对面27路37路终点总站旁
电话:0592-5550331
联系人:吴先生
邮箱:763218490@qq.com
当前位置:首页> 行业资讯

应用案例:纳秒脉冲光纤激光焊接多种材料

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-05-10 0:23:47 * 浏览: 3
纳秒(ns)脉冲红外光纤激光器的多功能性是众所周知的,是大多数工业标记和雕刻应用的理想选择。它通常在高脉冲重复频率,连续波(CW)和准连续波调制(QCW)模式下表现良好,脉冲能量低于几毫焦耳,平均功率不超过100瓦。最近,它们已被用于各种微机械加工和激光表面纹理应用,甚至包括远程微切割应用。这些应用中的大多数涉及材料去除。基于此前提,认为用于材料连接的光束源不相同。令人印象深刻的是使用相同的光束源连接材料,同时还可以去除,消融,雕刻,切割和标记(图1)。图1:紧凑型SPI100W纳秒水冷光纤激光器。对于激光用户而言,其优势显而易见,例如多任务激光源和紧凑的集成形式,通常采用风冷以实现无缝集成。传统观点认为焊接和连接需要毫秒脉冲和高脉冲能量,但事实并非如此!这种类型的激光材料连接很少为人所知,但在连接超薄材料时性能非常好。在全球范围内,消费电子,能量存储和医疗设备等行业需要为越来越小的体积和高密度包装添加更多功能。因此,需要更有效的制造技术来帮助这些产品成为现实。本文将重点介绍激光焊接技术。因此,这种采用工业(纳秒红外光纤)激光器的生产技术可以提供所需的高重复性,精度和生产率,其中最重要的是低成本(成本和维护),因此满足市场的需求。根据应用,各种类型的激光器具有不同的优点,包括脉冲YAG激光器,盘式激光器,光纤(CW和QCW)激光器,甚至二极管激光器。到目前为止,纳秒脉冲激光器仅用于少数尖端应用,但情况正在发生变化,纳秒光纤激光器最近已应用于材料连接。 SPI是第一个将主振荡器功率放大器(MOPA)引入纳秒光纤激光器的产品,这已被证明是一种非常通用的工具,因为它可以根据应用的要求控制和调整脉冲。参数。这主要通过改变脉冲持续时间和脉冲频率来实现。它们还能够在脉冲和连续波模式之间切换,这也是一个非常重要的特性,因为它具有一系列不同光束质量的光源,因此可以根据当前任务提供不同的工具。 。在平均功率和峰值功率范围内,该激光器可在毫秒范围内进行调制,适用于需要毫秒脉冲和低平均功率的应用。塑料焊接以塑料焊接为例,在精度至关重要的一些应用中,例如微流体装置,使用光纤激光器将提供优于其他激光源的额外优势。有时,斑点的能量分布会产生影响。例如,在复杂的医疗设备中,将透明聚合物焊接到黑色聚合物上,并将40W,M2 = 3的激光束设置为CW模式(图2)。 “让我根据需要控制光斑大小,能量分布和景深。 Okay Industries(康涅狄格州新不列颠)激光技术总监Joe Lovotti评论道。图2:使用40WHS-H激光器对胰岛素注射器进行塑料焊接。焊丝在金属焊接领域,医疗器械行业的微连接应用正变得越来越普遍,即使对于最优秀的应用工程师来说也是一个挑战。细线的连接只是一个例子。 CW光纤激光器广泛用于该领域。然而,随着导线变薄,与热输入相关的问题更加困难。焊接50μm,m直径的线圈时,20W,M2lt,1.6的集中激光器将取得良好的效果。挑战是通过以更高的重复率操作激光来产生具有0.1mJ的脉冲和具有大于250kHz的频率的准连续波调制(QCW)的脉冲,以抑制脉冲的峰值功率,最终创造了一个短暂的突发。某些应用需要将外盖或编织物连接到电线上(图3)。我们已经发现,在这种情况下,具有宽能量分布的脉冲可以在两个部件之间实现更好的润湿性。在这个例子中,使用的40W,M2 = 3激光具有更大的光斑和略高的脉冲能量(大于1.25mJ),这有助于弥合间隙。图3:使用250kHz,20WEP-Z激光焊接50μm,m线(a和b),使用20WEP-Z激光焊接热电偶(c),并使用40WHS-H激光焊接编织物和线材(d) 。另一方面,使用20W,M2lt,1.3单模激光器可以实现极高的精度。一个例子是焊接直径为12微米的细小异种线,并成功焊接它们以形成热电偶。为了在该应用中实现期望的结果,跳汰和视觉系统与激光器一样重要。