在制造業(yè)中，工程師們不斷開發(fā)由高功率激光器實現(xiàn)的解決方案。它們主要用于更快地標(biāo)記、清潔、紋理、焊接和切割材料，并滿足生產(chǎn)線的短周期時間。

與典型的激光器相比，高功率激光系統(tǒng)產(chǎn)生的能量水平相當(dāng)大。雖然沒有關(guān)于多大功率才算是“高功率”的官方定義，但大多數(shù)激光專家都認(rèn)為高功率激光器至少有幾百瓦。

制造業(yè)中的高功率激光器

高功率激光器是一系列制造業(yè)技術(shù)的高工作效率、準(zhǔn)確且環(huán)保的替代品。它們通常用于快節(jié)奏生產(chǎn)線中的激光打標(biāo)、激光清潔、激光紋理、激光焊接和激光切割。

激光打標(biāo)

激光打標(biāo)是在零件和產(chǎn)品上創(chuàng)建標(biāo)識符的過程，例如，用于實現(xiàn)工業(yè)可追溯性。高功率激光器通常用于標(biāo)記硬金屬、更快地處理更多零件或在材料中雕刻更深的圖案。

激光清洗

200W 脈沖光纖激光器用于去除用于組裝的特定區(qū)域的磷酸鹽涂層。組裝區(qū)域需要無涂層以防止可靠性問題。

激光清洗，也稱為激光燒蝕，可將各種污染物（氧化物、油、涂層、電解質(zhì)等）蒸發(fā)成灰塵和煙霧。該過程可確保在焊接、涂層和組裝等操作之前金屬表面完全清潔。

激光清洗可用于替代涂層應(yīng)用中的遮蔽。無需遮蔽敏感區(qū)域并涂覆其余部分，而是對零件進(jìn)行全面涂層，然后使用選擇性激光去除從精確區(qū)域去除涂層。

功率高達(dá) 3kW 的超高功率脈沖激光器可用于清潔大面積表面，而使用 500W 或更低功率的激光器通常認(rèn)為這太長了。它們還可以以高的速度清潔局部區(qū)域和復(fù)雜幾何形狀。

激光紋理化

激光紋理化通過改變金屬表面的紋理和粗糙度來改變金屬表面的表面特性。它用于為熱噴涂和粘合劑粘合等工藝準(zhǔn)備表面。

激光焊接

激光焊接是通過熔化將兩個金屬表面連接在一起的過程。連續(xù)波激光器通常用于工業(yè)焊接，因為它們可以更深地穿透材料。脈沖激光器用于焊接需要較低熱影響區(qū)和較淺穿透的敏感組件，例如焊接電動汽車電池組件時。

激光切割

6000W 連續(xù)波光纖激光器由 CNC 機器控制，用于將厚金屬板切割成工件。

激光切割使用高功率激光器蒸發(fā)材料（例如木材、玻璃、塑料或金屬）并以高的精度創(chuàng)建切割邊緣。它用于多個行業(yè)，包括電子、航空航天、汽車和半導(dǎo)體。

平均功率與峰值功率

為了更好地理解高功率的含義，了解平均功率和峰值功率之間的差異至關(guān)重要。

激光系統(tǒng)以其平均功率命名，平均功率是激光在一段時間內(nèi)產(chǎn)生的平均能量。功率越高的激光在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的能量越多。例如，200W 激光在一秒鐘內(nèi)產(chǎn)生的能量是 100W 激光產(chǎn)生能量的兩倍。

峰值功率是激光可以產(chǎn)生的高能量水平。雖然連續(xù)波激光始終以峰值功率運行，但脈沖激光以設(shè)定的重復(fù)率釋放短能量。用于產(chǎn)生激光脈沖并達(dá)到更高能量水平的一些技術(shù)是鎖模和 Q 開關(guān)激光。

高功率激光器有何不同？

不同的功率配置有不同的要求。通常，高功率激光器具有更大的激光源，產(chǎn)生更多的熱量，因此在使用過程中需要溫度控制來冷卻它們。常用方法包括空氣冷卻和水冷卻。

由于高功率激光器產(chǎn)生更多的熱量，它們還使用更高質(zhì)量的光學(xué)元件來防止過熱和燃燒。

激光掃描儀就是組件的一個例子。這些鏡子在激光頭中旋轉(zhuǎn)以移動和重新定向激光束到準(zhǔn)確的位置。為了防止它們?nèi)紵?，它們具有提供熱保護的專用涂層。出于同樣的原因，高功率激光器使用石英透鏡。

結(jié)論

高功率激光器為制造商提供了新的可能性。這些環(huán)保解決方案提高了制造過程的速度和精度，但它們需要先進(jìn)的專業(yè)知識來確保安全性和效率。