近年來,在
激光裝備與應用技術領域出現(xiàn)了兩個令人矚目的進展:一是以大功率光纖激光器為代表的激光焊接(切割)裝備,凸顯了激光加工的高效率、低運行成本和“現(xiàn)場化”的工業(yè)應用優(yōu)勢;二是新型、高強材料的出現(xiàn),牽引和促進了各種激光復合焊接技術的研發(fā),呈現(xiàn)了“一代材料”與“一代技術”的配套效應。這些都標志著一個激光技術應用新時期的到來。因此,了解快速發(fā)展中的激光技術,掌握各種激光器的特點和技術性能,對“光加工”在機械制造行業(yè)的推廣應用有重要的現(xiàn)實意義。
激光器的功率與光束特性的工程意義
機械制造領域中的激光加工大多通過光與物質的相互作用而實現(xiàn)。激光器光束的波長、功率密度、時空等特性是決定光與物質相互耦合效率的重要參數(shù)。在工程應用意義上主要表現(xiàn)在輸出功率和光束質量兩個方面。
激光器的輸出功率是激光器加工能力的基本指標之一。目前,向工業(yè)界提供的CO2激光器功率達45kW;多棒串聯(lián)的YAG激光器激光輸出功率達6kW;半導體泵浦固體激光器的功率達4.4kW;二極管泵浦薄片式固體激光器單模塊的輸出功率達2kW,組合輸出達8kW;尤其是輸出功率高達10kW~50kW的光纖激光器已進入工業(yè)界應用。
對于金屬及其合金,一般,激光束的波長越短吸收率越高。但在深熔焊接模式下,波長對吸收率的影響可以忽略。因此,激光器的功率與光束特性限定了可能實現(xiàn)的加工方法、加工有效尺度以及最終加工質量。是對激光器的功率、光束質量與加工方法關系的描述,表明了工業(yè)激光加工系統(tǒng)與通訊激光、醫(yī)療激光和軍用激光系統(tǒng)的重要區(qū)別。