1.大功率光纖激光器的優(yōu)點
目前商用化的光纖激光器輸出功率連續(xù)功率已上升到數千瓦的量級,以至萬瓦的量級,。與一般的激光器相比,,光纖激光具有許多獨特的優(yōu)點,例如光束質量好,;體積小,,重量輕,免維護,;風冷卻,,簡單易操作,;運行成本低,可在工業(yè)環(huán)境下使用,;壽命長,,加工精度高,速度快,;電能轉化效率高,,可以實現(xiàn)智能化,自動化,,柔性化操作等,。基于上述的優(yōu)點,,其應用領域已經擴展到汽車制造,,船舶制造和航空制造業(yè)等的金屬和非金屬材料的激光切割、激光焊接等方面,。
2.大功率光纖激光器的工業(yè)應用
在工業(yè)加工方面,,激光加工技術是利用激光與物質相互作用的特性對材料進行切割、焊接,、表面處理,、打孔及微加工等的一門加工技術,它是大功率光纖激光器市場前景最廣闊的應用領域,。與機械加工相比,激光加工具有加工對象廣,、非接觸加工,、公害小、速度快,、可自動控制等優(yōu)點,,被譽為“未來制造系統(tǒng)的共同加工手段。
與傳統(tǒng)高功率激光器相比,,工作波長在1060~1200 nm范圍內的摻鐿大功率光纖激光器,,具有轉換效率高、光束質量好,、維護周期長,、運行費用低等優(yōu)點,其極高的效率和功率在材料加工方面可與傳統(tǒng)的YAG激光器相媲美,。
在激光打標領域,,由于光纖激光器具有高的光束質量和定位精度,集成電路制造商開始用光纖激光打標系統(tǒng)取代效率不高的cq激光和閃光燈泵浦的Nd:YAG脈沖激光打標系統(tǒng),,在半導體芯片和包裝上制作小銘牌,,它也常用于在塑料和金屬上打標,;在焊接領域,激光軟焊和燒結所需的功率為50-500 W,,金屬焊接和硬焊為5-20 kW,,大功率光纖激光器完全能夠滿足要求。
3.大功率光纖激光器應用的典型例子
最近,,國際上采用光纖激光焊接技術在造船,,汽車制造業(yè)的應用受到相當的重視。在歐美發(fā)達國家中,,大約有50%—70%的汽車零部件都用到了激光加工技術,,并以激光焊接和激光切割為主。上海大眾等汽車制造廠也采用激光加工技術焊接車身與箱體等部件,。
歐美及日本主要的大型船廠已大量采用激光加工技術,,例如美國在最新建造的新型船舶上廣泛使用高強度,低合金鋼的T型構件,,采用激光焊接技術,,使船舶的重量大大降低。船體平板為了適應海洋流力學的需要,,都被設計成具有復雜的三維曲率形狀,,激光輔助平板成型技術可以代替費力、費時,、具有一定的危險性的機械加熱成型工藝,,應用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企業(yè)已經安裝了高功率激光平板切割系統(tǒng),。德國的Meyer Werft也安裝了四臺12KW的CO2激光器,,用來焊接不同長度的船體加強桿。
目前美國,、歐洲等地區(qū)正在進行大功率光纖激光工業(yè)加工設備的開發(fā),,正在進行的有2KW、6KW輸出的工業(yè)級光纖激光器的加工設備的二次開發(fā),。我國已開發(fā)出小功率系列工業(yè)光纖激光產品,。中小功率激光加工設備,如激光打標機,,雕刻機,,切割機,焊接機等也廣泛應用各個行業(yè),,但大功率光纖激光器工業(yè)加工應用尚是空白,,而在我國造船工業(yè)中甚至還沒有使用激光加工技術。