Vario medžiagų lazerinis suvirinimas: mėlynas lazeris ir žalias lazeris

Lazerinis suvirinimas yra sparčiai populiarėjanti didelio efektyvumo apdorojimo technika. Lazerinio apdirbimo procesas yra konkretaus energijos pluošto ir medžiagos sąveikos rezultatas. Medžiagos paprastai skirstomos į metalus ir nemetalus. Metalams priskiriamas plienas, geležis, varis, aliuminis ir jų lydiniai, o nemetalams – stiklas, mediena, plastikas, audinys ir trapios medžiagos. Lazerinė gamyba taikoma daugelyje pramonės šakų, tačiau iki šiol ji daugiausia taikoma šiose medžiagų kategorijose.

Lazerių pramonė turi stiprinti medžiagų savybių tyrimus

Kinijoje spartų lazerių pramonės vystymąsi skatina didelė pritaikymo paklausa. Tačiau dauguma lazerinės įrangos gamintojų daugiausia dėmesio skiria lazerio spindulio ir mechaninių komponentų sąveikai, o kai kurie svarsto įrangos automatizavimą. Trūksta medžiagų tyrimų, pavyzdžiui, siekiant nustatyti, kurie spindulio parametrai tinka skirtingoms medžiagoms. Ši tyrimų spraga reiškia, kad kai kurios įmonės kuria naują įrangą, bet negali ištirti naujų jos pritaikymo būdų. Daugelyje lazerių įmonių dirba optikos ir mechanikos inžinieriai, tačiau mažai medžiagų mokslo inžinierių, todėl reikia skubiai atlikti daugiau tyrimų apie medžiagų savybes.

Didelis vario atspindumas skatina žaliųjų ir mėlynųjų lazerių technologijos plėtrą

Metalinių medžiagų srityje lazerinis plieno ir geležies apdirbimas buvo gerai ištirtas. Tačiau vis dar tiriamas didelio atspindžio medžiagų, ypač vario ir aliuminio, apdirbimas. Varis plačiai naudojamas kabeliuose, buitiniuose prietaisuose, plataus vartojimo elektronikoje, elektros įrangoje, elektroniniuose komponentuose ir baterijose dėl puikaus šilumos ir elektros laidumo. Nepaisant daugelio metų pastangų, lazerinėms technologijoms sunkiai sekasi apdirbti varį dėl jo savybių.

Pirma, varis pasižymi dideliu atspindžio koeficientu – įprasto 1064 nm infraraudonųjų spindulių lazerio atspindžio rodiklis siekia 90 %. Antra, dėl puikaus vario šilumos laidumo šiluma greitai išsisklaido, todėl sunku pasiekti norimą apdirbimo efektą. Trečia, apdirbimui reikalingi didesnės galios lazeriai, o tai gali sukelti vario deformaciją. Net ir baigus suvirinimą, dažnai pasitaiko defektų ir nepilnų suvirinimo siūlių.

Po daugelio metų trukusių tyrinėjimų buvo nustatyta, kad trumpesnių bangų ilgių lazeriai, pavyzdžiui, žali ir mėlyni lazeriai, labiau tinka variui suvirinti. Tai paskatino žaliųjų ir mėlynųjų lazerių technologijos plėtrą.

Perėjimas nuo infraraudonųjų spindulių lazerių prie žaliųjų lazerių, kurių bangos ilgis yra 532 nm, žymiai sumažina atspindėjimą. 532 nm bangos ilgio lazeris leidžia nuolat sujungti lazerio spindulį su vario medžiaga, stabilizuodamas suvirinimo procesą. Suvirinimo efektas su variu 532 nm lazeriu yra panašus į 1064 nm lazerio poveikį plienui.

Kinijoje žaliųjų lazerių komercinė galia pasiekė 500 vatų, o tarptautiniu mastu – 3000 vatų. Suvirinimo efektas ypač reikšmingas ličio baterijų komponentuose. Pastaraisiais metais vario suvirinimas žaliuoju lazeriu, ypač naujosios energetikos pramonėje, tapo populiaru.

Šiuo metu Kinijos įmonė sėkmingai sukūrė visiškai šviesolaidžiu sujungtą žalią lazerį, kurio galia siekia 1000 vatų, o tai labai išplečia vario suvirinimo pritaikymo galimybes. Produktas rinkoje yra gerai įvertintas.

Per pastaruosius trejus metus pramonės dėmesio sulaukė nauja mėlynojo lazerio technologija. Mėlynojo lazerio bangos ilgis yra apie 450 nm, todėl jis yra tarp ultravioletinių ir žaliųjų lazerių. Mėlynojo lazerio absorbcija ant vario yra geresnė nei žaliojo lazerio, todėl atspindėjimas sumažėja iki mažiau nei 35 %.

Mėlynuoju lazeriu suvirinimas gali būti naudojamas tiek šilumos laidumo, tiek gilaus įsiskverbimo suvirinimui, pasiekiant „suvirinimą be taškymosi“ ir sumažinant suvirinimo siūlės poringumą. Be kokybės gerinimo, vario suvirinimas mėlynuoju lazeriu taip pat pasižymi dideliais greičio pranašumais, nes yra bent penkis kartus greitesnis nei infraraudonųjų spindulių lazerinis suvirinimas. Efektas, pasiektas naudojant 3000 vatų infraraudonųjų spindulių lazerį, gali būti pasiektas naudojant 500 vatų mėlynąjį lazerį, taip žymiai sutaupant energijos ir elektros energijos.

Lazerių gamintojai, kuriantys mėlynuosius lazerius

Pirmaujantys mėlynųjų lazerių gamintojai yra „Laserline“, „Nuburu“, „United Winners“, BWT ir „Han's Laser“. Šiuo metu mėlynieji lazeriai naudoja šviesolaidinių puslaidininkių technologiją, kuri šiek tiek atsilieka energijos tankio atžvilgiu. Todėl kai kurios įmonės sukūrė dviejų spindulių kompozicinį suvirinimą, kad pasiektų geresnių vario suvirinimo rezultatų. Dviejų spindulių suvirinimas apima vienu metu naudojamus mėlynus lazerio spindulius ir infraraudonuosius lazerio spindulius variui suvirinti, kruopščiai sureguliuojant dviejų spindulių taškų santykines padėtis, kad būtų išspręstos didelio atspindžio problemos, kartu užtikrinant pakankamą energijos tankį.

Taikant arba kuriant lazerines technologijas, labai svarbu suprasti medžiagų savybes. Nesvarbu, ar naudojami mėlyni, ar žali lazeriai, abu gali pagerinti vario sugertį lazerių spinduliuotėje, nors šiuo metu didelės galios mėlyni ir žali lazeriai yra brangūs. Manoma, kad tobulėjant apdorojimo technologijoms ir atitinkamai mažėjant mėlynų arba žalių lazerių eksploatavimo sąnaudoms, rinkos paklausa iš tiesų išaugs.

Efektyvus mėlynų ir žalių lazerių aušinimas

Mėlynas ir žalias lazeriai veikimo metu generuoja didelę šilumą, todėl reikalingi patikimi aušinimo sprendimai. „TEYU Chiller“, pirmaujanti aušintuvų gamintoja , turinti 22 metų patirtį, teikia individualiai pritaikytus aušinimo sprendimus įvairioms pramonės ir lazerių reikmėms. Mūsų CWFL serijos vandens aušintuvai yra specialiai sukurti taip, kad užtikrintų tikslų ir efektyvų aušinimą šviesolaidinių lazerių sistemoms, įskaitant tas, kurios naudojamos mėlynojo ir žaliojo lazerio procesuose. Suprasdami unikalius lazerinės įrangos aušinimo poreikius, tiekiame galingus ir patikimus aušintuvus, kurie padidina našumą ir apsaugo įrangą.

„TEYU Chiller“ ir toliau yra įsipareigojusi išlikti lazerinio aušinimo technologijų priešakyje. Nuolat stebime mėlynųjų ir žaliųjų lazerių pramonės tendencijas ir inovacijas, skatindami technologinę pažangą, siekdami skatinti naują našumą ir spartinti novatoriškų aušintuvų gamybą, kad būtų patenkinti kintantys lazerių pramonės aušinimo reikalavimai.