Limitaciones y avances de láseres casi infrarrojos.

En las últimas décadas, los láseres de alta potencia CW se han convertido en una herramienta común en la fabricación moderna, cubriendo aplicaciones como la soldadura, el revestimiento, la preparación de la superficie, el endurecimiento, la soldadura fuerte, el corte, la impresión 3D y la fabricación de aditivos. Con la generación de láseres de dióxido de carbono de longitud de onda de 10,6 μm de alta potencia (CO2) ySemiconductor de onda de onda de 1064nm de infrarrojos cercanos-pumped nd: yagláseres de estado sólidoLa tecnología láser CW de alta potencia ha visto la primera máxima máxima de desarrollo.

Limitaciones de los láseres NIR

Debido a su longitud de onda, los láseres de dióxido de carbono son difíciles de transmitir a través de fibras ópticas, causando ciertas dificultades para las aplicaciones industriales; Mientras que los láseres de estado sólido están limitados por su brillo y capacidad de amplificación de energía. Estos láseres de fibra de alta potencia de CW funcionan típicamente en longitudes de onda casi infrarrojas (NIR) dentro de 1 μm, que están bien para muchas aplicaciones. Por ejemplo, es adecuado para el mecanizado de aceros con una absorción de más del 50%, pero está limitado por el hecho de que algunos metales reflejan el 90% o más del incidente de radiación láser de infrarrojos cercanos en su superficie. Especialmente al soldar metales amarillos, como cobre y oro con láseres NIR, la tasa de baja absorción significa que se requiere mucha potencia láser para iniciar el proceso de soldadura.

Modo de penetración profundo La soldadura da como resultado una alta absorción del rayo láser porque el haz láser interactúa varias veces con el vapor de metal y metal a medida que viaja a través del material. Sin embargo, la activación de un ojo de cerradura con un láser infrarrojo cercano requiere una intensidad de láser incidentes, especialmente cuando el material que se soldaba es altamente reflexivo. Y una vez que se forma una cerradura, la absorción se eleva bruscamente, y la alta presión de vapor de metal en la piscina fundida por el láser infrarrojo cercano de alta potencia puede causar salpicaduras y porosidad, por lo que la potencia láser o la velocidad de soldadura deben controlarse cuidadosamente a Prevenir salpillas excesivas salidas de la soldadura. A medida que la piscina fundida se solidifica, \"burbujas\" en vapores metálicos y gases de proceso también pueden quedar atrapados, creando vacíos en la costura de la soldadura. Dicha porosidad debilita la fuerza de la soldadura y aumenta la resistividad de la articulación, lo que resulta en una junta soldada de menor calidad. Por lo tanto, los láseres NIR son muy difíciles de procesar materiales tales como el cobre con la absorción <5% a 1 μm. Para procesar mejor estos materiales de alta reflectividad, se han adoptado métodos, tales como aumentar la tasa de absorción de la luz láser del material al generar plasma en el material procesado. Sin embargo, debido a que estos métodos limitan el procesamiento del material a los procesos de penetración profunda, no es posible la soldadura en modo de conducción térmica de materiales delgados, y hay riesgos inherentes de la deposición de energía controlada y controlada. Por lo tanto, los sistemas láser existentes con una longitud de onda de 1 μm tienen sus limitaciones al procesar materiales altamente reflectantes, como metales no ferrosos, así como en aplicaciones submarinas.

Un gran avance en los láseres cercanos a infrarrojos

Para desarrollar las áreas de aplicación restringida de estos láseres casi infrarrojos, se deben investigar nuevas fuentes de luz láser. Además, para reducir los gases de efecto invernadero, los nuevos vehículos de energía están reemplazando motores de gasolina y motores de combustión interna con motores eléctricos. El uso de una gran cantidad de cobre en la construcción de motores eléctricos, especialmente las baterías de energía, ha creado una gran demanda de soluciones confiables de procesamiento de cobre, y tiene una gama igualmente amplia de aplicaciones en otros sistemas de energía renovable, como aerogeneradores.

Hoy en día, los láseres de fibra industrial de alta potencia se han convertido en la solución para láseres de alta potencia de alto brillo que se pueden entregar sobre fibra. Hoy en día, los láseres de fibra han reemplazado a los láseres de CO2 en la gran mayoría de las aplicaciones y se utilizan de manera efectiva en numerosas aplicaciones de procesamiento industrial. Especialmente en los últimos años, se ha convertido en el caballo de batalla de trabajo de los láseres industriales, como la soldadura con láser y el corte, que tiene una mayor velocidad, eficiencia y confiabilidad que los láseres de CO2.