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大功率光纤激光器的特点及应用优势
    1.大功率光纤激光器的优点
  目前商用化的光纤激光器输出功率连续功率已上升到数千瓦的量级,以至万瓦的量级。与一般的激光器相比,光纤激光具有许多独特的优点,例如光束质量好;体积小,重量轻,免维护;风冷却,简单易操作;运行成本低,可在工业环境下使用;寿命长,加工精度高,速度快;电能转化效率高,可以实现智能化,自动化,柔性化操作等。基于上述的优点,其应用领域已经扩展到汽车制造,船舶制造和航空制造业等的金属和非金属材料的激光切割、激光焊接等方面。
  
    2.大功率光纤激光器的工业应用
  在工业加工方面,激光加工技术是利用激光与物质相互作用的特性对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术,它是大功率光纤激光器市场前景最广阔的应用领域。与机械加工相比,激光加工具有加工对象广、非接触加工、公害小、速度快、可自动控制等优点,被誉为“未来制造系统的共同加工手段。
  
    与传统高功率激光器相比,工作波长在1060~1200 nm范围内的掺镱大功率光纤激光器,具有转换效率高、光束质量好、维护周期长、运行费用低等优点,其极高的效率和功率在材料加工方面可与传统的YAG激光器相媲美。
  
    在激光打标领域,由于光纤激光器具有高的光束质量和定位精度,集成电路制造商开始用光纤激光打标系统取代效率不高的cq激光和闪光灯泵浦的Nd:YAG脉冲激光打标系统,在半导体芯片和包装上制作小铭牌,它也常用于在塑料和金属上打标;在焊接领域,激光软焊和烧结所需的功率为50-500 W,金属焊接和硬焊为5-20 kW,大功率光纤激光器完全能够满足要求。
  
    3.大功率光纤激光器应用的典型例子
  最近,国际上采用光纤激光焊接技术在造船,汽车制造业的应用受到相当的重视。在欧美发达国家中,大约有50%—70%的汽车零部件都用到了激光加工技术,并以激光焊接和激光切割为主。上海大众等汽车制造厂也采用激光加工技术焊接车身与箱体等部件。
  
    欧美及日本主要的大型船厂已大量采用激光加工技术,例如美国在最新建造的新型船舶上广泛使用高强度,低合金钢的T型构件,采用激光焊接技术,使船舶的重量大大降低。船体平板为了适应海洋流力学的需要,都被设计成具有复杂的三维曲率形状,激光辅助平板成型技术可以代替费力、费时、具有一定的危险性的机械加热成型工艺,应用前景良好。日本的Kawasaki重工等造船企业已经安装了高功率激光平板切割系统。德国的Meyer Werft也安装了四台12KW的CO2激光器,用来焊接不同长度的船体加强杆。
  
    目前美国、欧洲等地区正在进行大功率光纤激光工业加工设备的开发,正在进行的有2KW、6KW输出的工业级光纤激光器的加工设备的二次开发。我国已开发出小功率系列工业光纤激光产品。中小功率激光加工设备,如激光打标机,雕刻机,切割机,焊接机等也广泛应用各个行业,但大功率光纤激光器工业加工应用尚是空白,而在我国造船工业中甚至还没有使用激光加工技术。
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