Vasematerjalide laserkeevitus: sinine laser vs roheline laser

Laserkeevitus on arenev suure efektiivsusega töötlemistehnika. Lasertöötlusprotsess on konkreetse energiakiire ja materjali vastastikmõju tulemus. Materjalid liigitatakse üldiselt metallideks ja mittemetallideks. Metallmaterjalide hulka kuuluvad teras, raud, vask, alumiinium ja nendega seotud sulamid, mittemetalliliste materjalide hulka aga klaas, puit, plastik, kangas ja haprad materjalid. Laserootmist rakendatakse paljudes tööstusharudes, kuid seni on selle rakendus peamiselt nendes materjalikategooriates.

Laseritööstus peab tugevdama materjalide omaduste uurimist

Hiinas on laseritööstuse kiire arengu põhjuseks suur nõudlus rakenduste järele. Enamik laserseadmete tootjaid keskendub aga peamiselt laserkiire ja mehaaniliste komponentide vastastikmõjule, mõned kaaluvad seadmete automatiseerimist. Materjalide kohta on vähe uuringuid, näiteks selle kohta, millised kiire parameetrid sobivad erinevatele materjalidele. See uuringute lünk tähendab, et mõned ettevõtted arendavad uusi seadmeid, kuid ei saa uurida nende uusi rakendusi. Paljudes laseriettevõtetes on optika- ja mehaanikainsenerid, kuid vähe materjaliteaduse insenere, mis rõhutab pakilise vajaduse materjalide omaduste põhjalikuma uurimise järele.

Vase kõrge peegelduvus soodustab rohelise ja sinise lasertehnoloogia arengut

Metallmaterjalide valdkonnas on terase ja raua lasertöötlus hästi uuritud. Kuid suure peegeldusvõimega materjalide, eriti vase ja alumiiniumi töötlemine on endiselt uurimisjärgus. Vaske kasutatakse laialdaselt kaablites, kodumasinates, tarbeelektroonikas, elektriseadmetes, elektroonikakomponentides ja patareides tänu suurepärasele soojus- ja elektrijuhtivusele. Vaatamata aastatepikkusele pingutusele on lasertehnoloogial vase töötlemisel selle omaduste tõttu raskusi olnud.

Esiteks on vasel kõrge peegelduvus, tavalise 1064 nm infrapunalaseri peegelduvusmäär on 90%. Teiseks põhjustab vase suurepärane soojusjuhtivus soojuse kiiret hajumist, mis raskendab soovitud töötlemistulemuse saavutamist. Kolmandaks on töötlemiseks vaja suurema võimsusega lasereid, mis võib viia vase deformatsioonini. Isegi kui keevitamine on lõpule viidud, on defektid ja mittetäielikud keevisõmblused tavalised.

Pärast aastaid kestnud uurimistööd on leitud, et lühema lainepikkusega laserid, näiteks rohelised ja sinised laserid, sobivad vase keevitamiseks paremini. See on ajendanud rohelise ja sinise lasertehnoloogia arengut.

Üleminek infrapunalaseritelt rohelistele 532 nm lainepikkusega laseritele vähendab oluliselt peegelduvust. 532 nm lainepikkusega laser võimaldab laserkiire pidevat sidumist vaskmaterjaliga, stabiliseerides keevitusprotsessi. 532 nm laseriga vase keevitamise efekt on võrreldav 1064 nm laseriga terasel.

Hiinas on roheliste laserite kaubanduslik võimsus ulatunud 500 vatini, rahvusvaheliselt aga 3000 vatini. Keevitusefekt on eriti oluline liitiumakude komponentide puhul. Viimastel aastatel on vase rohelise laseriga keevitamine, eriti uue energia tööstuses, muutunud esiletõstetuks.

Praegu on üks Hiina ettevõte edukalt välja töötanud täielikult kiudühendusega rohelise laseri, mille võimsus on 1000 vatti, laiendades oluliselt vase keevitamise potentsiaalseid rakendusi. Toode on turul hästi vastu võetud.

Viimase kolme aasta jooksul on uus sinise laseri tehnoloogia pälvinud tööstuses tähelepanu. Sinised laserid, mille lainepikkus on umbes 450 nm, jäävad ultraviolett- ja roheliste laserite vahele. Sinise laseri neeldumine vasel on parem kui rohelisel laseril, vähendades peegelduvust alla 35%.

Sinist laserkeevitust saab kasutada nii soojusjuhtivuskeevituseks kui ka sügava läbitungimisega keevitamiseks, saavutades „pritsmevaba keevituse“ ja vähendades keevisõmbluse poorsust. Lisaks kvaliteedi parandamisele pakub vase sinise laserkeevitus ka olulisi kiiruseeeliseid, olles vähemalt viis korda kiirem kui infrapunalaserkeevitus. 3000-vatise infrapunalaseriga saavutatud efekti saab saavutada 500-vatise sinise laseriga, säästes oluliselt energiat ja elektrit.

Laseritootjad, kes arendavad siniseid lasereid

Siniste laserite juhtivate tootjate hulka kuuluvad Laserline, Nuburu, United Winners, BWT ja Han's Laser. Praegu kasutavad sinised laserid kiudsidestatud pooljuhttehnoloogiat, millel on energiatiheduse osas veidi väiksem potentsiaal. Seetõttu on mõned ettevõtted vaskeevituse paremate tulemuste saavutamiseks välja töötanud kahekiirelise komposiitkeevituse. Kahekiireline keevitamine hõlmab siniste laserkiirte ja infrapunaste laserkiirte samaaegset kasutamist vaskeevituseks, kusjuures kahe kiirepunkti suhteline asend on hoolikalt reguleeritud, et lahendada kõrge peegeldusvõimega seotud probleeme, tagades samal ajal piisava energiatiheduse.

Materjalide omaduste mõistmine on lasertehnoloogiate rakendamisel või arendamisel ülioluline. Olenemata sellest, kas kasutatakse sinisi või rohelisi lasereid, võivad mõlemad parandada vase laserite neeldumist, kuigi suure võimsusega sinised ja rohelised laserid on praegu kallid. Arvatakse, et töötlemistehnikate arenedes ja siniste või roheliste laserite tegevuskulude vastavalt vähenedes kasvab turunõudlus tõeliselt.

Tõhus jahutus siniste ja roheliste laserite jaoks

Sinised ja rohelised laserid tekitavad töötamise ajal märkimisväärset soojust, mis nõuab vastupidavaid jahutuslahendusi. TEYU Chiller, juhtiv jahutite tootja , kellel on 22 aastat kogemust, pakub kohandatud jahutuslahendusi laiale valikule tööstuslikele ja laserrakendustele. Meie CWFL-seeria veejahutid on spetsiaalselt loodud pakkuma täpset ja tõhusat jahutust kiudlasersüsteemidele, sealhulgas sinise ja rohelise laseri protsessides kasutatavatele süsteemidele. Mõistes laserseadmete ainulaadseid jahutusvajadusi, pakume võimsaid ja usaldusväärseid jahuteid tootlikkuse suurendamiseks ja seadmete kaitsmiseks.

TEYU Chiller on jätkuvalt pühendunud laserjahutustehnoloogia esirinnas püsimisele. Jälgime pidevalt siniste ja roheliste laserite valdkonna trende ja uuendusi, edendades tehnoloogilisi edusamme uue tootlikkuse edendamiseks ja uuenduslike jahutite tootmise kiirendamiseks, et rahuldada laseritööstuse muutuvaid jahutusvajadusi.