近年來(lái),在
激光裝備與應用技術(shù)領(lǐng)域出現了兩個(gè)令人矚目的進(jìn)展:一是以大功率光纖激光器為代表的激光焊接(切割)裝備,凸顯了激光加工的高效率、低運行成本和“現場(chǎng)化”的工業(yè)應用優(yōu)勢;二是新型、高強材料的出現,牽引和促進(jìn)了各種激光復合焊接技術(shù)的研發(fā),呈現了“一代材料”與“一代技術(shù)”的配套效應。這些都標志著(zhù)一個(gè)激光技術(shù)應用新時(shí)期的到來(lái)。因此,了解快速發(fā)展中的激光技術(shù),掌握各種激光器的特點(diǎn)和技術(shù)性能,對“光加工”在機械制造行業(yè)的推廣應用有重要的現實(shí)意義。
激光器的功率與光束特性的工程意義
機械制造領(lǐng)域中的激光加工大多通過(guò)光與物質(zhì)的相互作用而實(shí)現。激光器光束的波長(cháng)、功率密度、時(shí)空等特性是決定光與物質(zhì)相互耦合效率的重要參數。在工程應用意義上主要表現在輸出功率和光束質(zhì)量?jì)蓚€(gè)方面。
激光器的輸出功率是激光器加工能力的基本指標之一。目前,向工業(yè)界提供的CO2激光器功率達45kW;多棒串聯(lián)的YAG激光器激光輸出功率達6kW;半導體泵浦固體激光器的功率達4.4kW;二極管泵浦薄片式固體激光器單模塊的輸出功率達2kW,組合輸出達8kW;尤其是輸出功率高達10kW~50kW的光纖激光器已進(jìn)入工業(yè)界應用。
對于金屬及其合金,一般,激光束的波長(cháng)越短吸收率越高。但在深熔焊接模式下,波長(cháng)對吸收率的影響可以忽略。因此,激光器的功率與光束特性限定了可能實(shí)現的加工方法、加工有效尺度以及最終加工質(zhì)量。是對激光器的功率、光束質(zhì)量與加工方法關(guān)系的描述,表明了工業(yè)激光加工系統與通訊激光、醫療激光和軍用激光系統的重要區別。