激光焊接及相关技术的新进展

激光焊接及相关技术的新进展
近年来，在激光装备与应用技术领域出现了两个令人瞩目的进展：一是以大功率光纤激光器为代表的激光焊接（切割）装备，凸显了激光加工的高效率、低运行成本和“现场化”的工业应用优势；二是新型、高强材料的出现，牵引和促进了各种激光复合焊接技术的研发，呈现了“一代材料”与“一代技术”的配套效应。这些都标志着一个激光技术应用新时期的到来。因此，了解快速发展中的激光技术，掌握各种激光器的特点和技术性能，对“光加工”在机械制造行业的推广应用有重要的现实意义。
激光器的功率与光束特性的工程意义
机械制造领域中的激光加工大多通过光与物质的相互作用而实现。激光器光束的波长、功率密度、时空等特性是决定光与物质相互耦合效率的重要参数。在工程应用意义上主要表现在输出功率和光束质量两个方面。
激光器的输出功率是激光器加工能力的基本指标之一。目前，向工业界提供的CO2激光器功率达45kW；多棒串联的YAG激光器激光输出功率达6kW；半导体泵浦固体激光器的功率达4.4kW；二极管泵浦薄片式固体激光器单模块的输出功率达2kW，组合输出达8kW；尤其是输出功率高达10kW～50kW的光纤激光器已进入工业界应用。
对于金属及其合金，一般，激光束的波长越短吸收率越高。但在深熔焊接模式下，波长对吸收率的影响可以忽略。因此，激光器的功率与光束特性限定了可能实现的加工方法、加工有效尺度以及Z终加工质量。是对激光器的功率、光束质量与加工方法关系的描述，表明了工业激光加工系统与通讯激光、医疗激光和军用激光系统的重要区别。