Lasersko varjenje bakrenih materialov: modri laser v primerjavi z zelenim laserjem

Lasersko varjenje je nova visoko učinkovita tehnika obdelave. Postopek laserske obdelave je rezultat interakcije med določenim energijskim žarkom in materialom. Materiali so običajno razvrščeni v kovine in nekovine. Kovinski materiali vključujejo jeklo, železo, baker, aluminij in njihove sorodne zlitine, nekovinski materiali pa vključujejo steklo, les, plastiko, tkanine in krhke materiale. Laserska proizvodnja se uporablja v številnih panogah, vendar je doslej njena uporaba predvsem v teh kategorijah materialov.

Laserska industrija mora okrepiti raziskave lastnosti materialov

Na Kitajskem hiter razvoj laserske industrije spodbuja veliko povpraševanje po aplikacijah. Vendar pa se večina proizvajalcev laserske opreme osredotoča predvsem na interakcijo med laserskim žarkom in mehanskimi komponentami, nekateri pa razmišljajo tudi o avtomatizaciji opreme. Primanjkuje raziskav o materialih, na primer določanja parametrov žarka, ki so primerni za različne materiale. Ta vrzel v raziskavah pomeni, da nekatera podjetja razvijajo novo opremo, vendar ne morejo raziskati njenih novih aplikacij. Številna laserska podjetja imajo optične in strojne inženirje, vendar malo inženirjev za znanost o materialih, kar poudarja nujno potrebo po več raziskavah lastnosti materialov.

Visoka odbojnost bakra spodbuja razvoj zelene in modre laserske tehnologije

Pri kovinskih materialih je laserska obdelava jekla in železa dobro raziskana. Vendar pa se obdelava materialov z visoko odbojnostjo, zlasti bakra in aluminija, še vedno raziskuje. Baker se zaradi svoje odlične toplotne in električne prevodnosti pogosto uporablja v kablih, gospodinjskih aparatih, potrošniški elektroniki, električni opremi, elektronskih komponentah in baterijah. Kljub dolgoletnim prizadevanjem se laserska tehnologija zaradi lastnosti bakra težko obdeluje.

Prvič, baker ima visoko odbojnost, ki za običajni infrardeči laser z valovno dolžino 1064 nm znaša 90 %. Drugič, odlična toplotna prevodnost bakra povzroča hitro odvajanje toplote, zaradi česar je težko doseči želeni učinek obdelave. Tretjič, za obdelavo so potrebni laserji z večjo močjo, kar lahko povzroči deformacijo bakra. Tudi če je varjenje končano, so napake in nepopolni zvari pogosti.

Po letih raziskovanja je bilo ugotovljeno, da so za varjenje bakra primernejši laserji s krajšimi valovnimi dolžinami, kot sta zeleni in modri laserji. To je spodbudilo razvoj tehnologije zelenih in modrih laserjev.

Prehod z infrardečih laserjev na zelene laserje z valovno dolžino 532 nm znatno zmanjša odbojnost. Laser z valovno dolžino 532 nm omogoča neprekinjeno vezavo laserskega žarka na bakreni material, kar stabilizira postopek varjenja. Varilni učinek na bakru z laserjem z valovno dolžino 532 nm je primerljiv z varilnim učinkom laserja z valovno dolžino 1064 nm na jeklu.

Na Kitajskem je komercialna moč zelenih laserjev dosegla 500 vatov, medtem ko je v mednarodnem prostoru dosegla 3000 vatov. Varilni učinek je še posebej pomemben pri komponentah litijevih baterij. V zadnjih letih je zeleno lasersko varjenje bakra, zlasti v novi energetski industriji, postalo vrhunec.

Kitajsko podjetje je uspešno razvilo popolnoma optično sklopljen zeleni laser z izhodno močjo 1000 vatov, kar močno širi potencialne aplikacije za varjenje bakra. Izdelek je na trgu dobro sprejet.

V zadnjih treh letih je nova tehnologija modrih laserjev pritegnila pozornost industrije. Modri ​​laserji z valovno dolžino okoli 450 nm spadajo med ultravijolične in zelene laserje. Absorpcija modrega laserja na bakru je boljša od zelenega laserja, saj zmanjša odbojnost pod 35 %.

Varjenje z modrim laserjem se lahko uporablja tako za varjenje s toplotno prevodnostjo kot za varjenje z globoko penetracijo, s čimer se doseže "varjenje brez brizganja" in zmanjša poroznost zvara. Poleg izboljšanja kakovosti ponuja varjenje bakra z modrim laserjem tudi znatne prednosti pri hitrosti, saj je vsaj petkrat hitrejše od varjenja z infrardečim laserjem. Učinek, dosežen s 3000-vatnim infrardečim laserjem, je mogoče doseči z modrim laserjem z močjo 500-vat, kar znatno prihrani energijo in elektriko.

Proizvajalci laserjev, ki razvijajo modre laserje

Med vodilnimi proizvajalci modrih laserjev so Laserline, Nuburu, United Winners, BWT in Han's Laser. Trenutno modri laserji uporabljajo tehnologijo polprevodnikov z vlakni, ki nekoliko zaostaja v gostoti energije. Zato so nekatera podjetja razvila dvožarkovno kompozitno varjenje za doseganje boljših učinkov varjenja bakra. Dvožarkovno varjenje vključuje sočasno uporabo modrih in infrardečih laserskih žarkov za varjenje bakra, s skrbno prilagojenimi relativnimi položaji obeh žarkovnih točk za reševanje težav z visoko odbojnostjo, hkrati pa zagotavlja zadostno gostoto energije.

Razumevanje lastnosti materialov je ključnega pomena pri uporabi ali razvoju laserskih tehnologij. Ne glede na to, ali uporabljate modre ali zelene laserje, lahko oba izboljšata absorpcijo laserjev v bakru, čeprav so visokozmogljivi modri in zeleni laserji trenutno dragi. Menijo, da se bo z razvojem tehnik obdelave in ustreznim zniževanjem obratovalnih stroškov modrih ali zelenih laserjev povpraševanje na trgu resnično povečalo.

Učinkovito hlajenje za modre in zelene laserje

Modri ​​in zeleni laserji med delovanjem ustvarjajo znatno toploto, kar zahteva robustne hladilne rešitve. TEYU Chiller, vodilni proizvajalec hladilnikov z 22-letnimi izkušnjami, ponuja prilagojene hladilne rešitve za široko paleto industrijskih in laserskih aplikacij. Naši vodni hladilniki serije CWFL so posebej zasnovani za natančno in učinkovito hlajenje sistemov z vlaknenimi laserji, vključno s tistimi, ki se uporabljajo v modrih in zelenih laserskih procesih. Z razumevanjem edinstvenih hladilnih zahtev laserske opreme zagotavljamo zmogljive in zanesljive hladilnike za povečanje produktivnosti in zaščito opreme.

TEYU Chiller ostaja zavezan k ohranjanju vodilnega položaja na področju tehnologije laserskega hlajenja. Nenehno spremljamo trende in inovacije v industriji modrih in zelenih laserjev ter spodbujamo tehnološki napredek za spodbujanje nove produktivnosti in pospeševanje proizvodnje inovativnih hladilnikov, ki izpolnjujejo razvijajoče se zahteve laserske industrije po hlajenju.