激光焊接过程的可靠性与控制
实际应用表明,在激光焊接应用中,高温计是一个非常有用的工具。将COMPACT高功率半导体激光器系统与高温计一起使用,能够实现非接触式温度测量,并且能够快速调节温度保持稳定。这种闭环温度控制系统,能使焊接过程始终保持在一个恒定的温度下进行,以避免由于过热所造成的损伤。
温度信号可以在一个定义的过程窗口中用图标的形式生动地显示出来,这样就能够随时发现焊接不合格的部件,并将其挑选出来。除此之外,DILAS还为用户提供具备色彩校正f-Theta透镜的检流计扫描器。
除了标准的透射焊接波长外,COMPACT高功率半导体激光器系统还提供1940nm波长。在此波段,在不需要使用任何额外的激光能量吸收剂的情况下,就能用COMPACT系统实现对两个透明薄皮或两个透明零部件的焊接。在焊接透明的塑料产品时,DILAS还允许用户使用其专利产品——PCT/EP99/05109。
金属薄片激光连续波焊
激光连续波焊接金属是经过实践验证的有效方法,能够确保高精确度的焊接过程。
COMPACT系统能够实现广泛的精密金属焊接,如焊接电子元器件、传感器、压力开关或气阀等配件以及补偿器、外科手术器械、管道和薄膜等产品。尤其是当焊接厚度只有0.8mm的薄片金属时,半导体激光器实现的焊接质量明显优于灯泵浦的连续波固体激光器。图4显示了用COMPACT系统实现的一些金属薄片焊接实例。
COMPACT系统结构紧凑,性能高效,并且操作维护也非常简便。其在焊接金属薄片时,表现出如下优势:
·高度的可靠性和灵活性;
·焊接质量好,无需反复操作;
·无辅助性工具,无缝焊接;
·焊接速度快;
·相对投资成本低;
·热影响区小,热应力小。
经济实用的薄片金属焊接方案
半导体激光器是最有效的激光光源。半导体激光器的电-光转换效率是的灯泵浦固体激光的10倍以上。因此,半导体激光器具有相对较低的使用成本、较高的效率高和紧凑的结构,是一种非常经济实用的解决方案。COMPACT系统安装简单、使用方便,能够很容易地集成到现有的产品线中,并且该系统的高度可靠性,也免去了用户很多的保养和维修成本。
用COMPACT半导体激光器系统实现的高质量焊缝,能够减少由于重复加工所带来的成本和时间需求。根据应用的不同,半导体激光器焊接有可能完全消除重复加工。当焊接厚度低于1mm的金属零部件时,仅需要几百瓦的输出功率。
通常情况下,半导体激光器能够获得400~800μm的光斑尺寸,因此其光束质量已经与灯泵浦的Nd:YAG激光器的光束质量相当。