Laser klassificering
Nov 27, 2024
Der er to hovedtyper af lasere, der bruges til svejsning, nemlig CO2-laser og Nd:YAG-laser. Både CO2-laser og Nd:YAG-laser er infrarødt lys, der er usynligt for det blotte øje. Strålen genereret af Nd:YAG laser er hovedsageligt nær-infrarødt lys med en bølgelængde på 1.06 lm. Termiske ledere har en høj absorptionshastighed for lys af denne bølgelængde. For de fleste metaller er dens reflektionsevne 20 % til 30 %. Så længe der bruges et standard optisk spejl, kan den nær-infrarøde båndstråle fokuseres til en diameter på 0,25 mm. Strålen fra CO2-laser er fjern-infrarødt lys med en bølgelængde på 10,6 lm. De fleste metaller har en reflektionsevne på 80% til 90% for dette lys. Der kræves specielle optiske spejle for at fokusere strålen til en diameter på 0,75-0,1 mm. Effekten af Nd:YAG laser kan generelt nå omkring 4,000 til 6,000 W, og den maksimale effekt er nu nået op på 10,000 W. Imidlertid er effekten af CO2 laser kan nemt nå 20,000 W eller endnu mere.
Højeffekt CO2-lasere løser problemet med høj reflektivitet gennem pinhole-effekten. Når overfladen af det materiale, der bestråles af stedet, smelter, dannes der et nålehul. Dette lille hul fyldt med damp er som en sort krop, der absorberer næsten al energien fra det indfaldende lys. Ligevægtstemperaturen i hulrummet når omkring 25,000 e. Inden for få mikrosekunder falder reflektiviteten hurtigt. Selvom udviklingsfokus for CO2-lasere stadig er på udvikling og forskning af udstyr, handler det ikke længere om at forbedre den maksimale udgangseffekt, men om hvordan man forbedrer strålekvaliteten og dens fokuseringsydelse. Når CO2-lasere svejses ved høj effekt over 10 kW, induceres der desuden ofte meget kraftig plasma, hvis argon-beskyttelsesgas anvendes, hvilket gør smeltedybden mindre. Derfor, når CO2-lasere svejses ved høj effekt, bruges helium, som ikke producerer plasma, ofte som beskyttelsesgas.
Anvendelsen af diodelaserkombinationer til spændende Nd: YAG-krystaller med høj effekt er et vigtigt udviklingsemne, som i høj grad vil forbedre kvaliteten af laserstråler og danne mere effektiv laserbehandling. Laseren med udgangsbølgelængde i det nær-infrarøde område exciteres af direkte diodearray, og dens gennemsnitlige effekt har nået 1 kW, og den fotoelektriske konverteringseffektivitet er tæt på 50%. Dioden har også en længere levetid (10,000 timer), hvilket er befordrende for at reducere vedligeholdelsesomkostningerne for laserudstyr. Udvikling af diodepumpet solid-state laserudstyr (DPSSL).