半導體激光器是一種最初應用于通訊、家用電子產品領域的小功率激光器件。上世紀80年代初，可精確控制原子層精度生長半導體化合物的分子束外延（MBE）技術和金屬有機化合物氣相外延技術（MOCVD）的出現推動了量子阱半導體激光器的發展，隨后，歐美發達國家對半導體芯片的生長技術、微通道冷卻熱沉技術、半導體激光器封裝技術和微型光學元件技術開始著手研究，這些關鍵技術使半導體激光器向高功率輸出不斷邁進。目前的半導體激光器輸出功率可以達到萬瓦級的水平，在材料加工領域的范圍也進一步拓寬。
飛虹激光研制的半導體激光器在材料加工中主要有以下幾方面有優點：
1. 體積小巧，結構緊湊，質量輕，適合于現場和野外加工
2. 光電轉化效率高（40%以上），節省能源，無污染
3. 大功率輸出，功率從1KW-5KW
4. 系統穩定性高，壽命長，維護便捷費用低
5. 波長較短，金屬材料吸收效率高，加工質量好
6. 模塊化設計，可以根據不同應用設計加工系統
7. 投資少，運行成本低，經濟效益好
此外，飛虹激光科技有限公司研制的半導體激光器不同于其他類型高功率激光器的最大特點在于其波長較短，用于材料加工的半導體激光器波長在780nm到980nm之間，大部分金屬材料激光的吸收率隨波長的減小而增加，如圖1所示，從而產生與CO2和Nd:YAG激光器不同的加工效果。例如鋁對半導體激光器激光的吸收率是CO2激光器的6.5倍，鋼的吸收率為CO2激光器的5倍，高的吸收率使加工邊緣更加整齊光滑，減少了后續加工。
飛虹激光研制的半導體激光器在汽車行業方面的應用：
隨著各種技術的發展，飛虹激光研制的半導體激光器已經能在汽車多種焊接應用中一展身手。在實際工業生產中，已能夠在汽車制造中大顯身手，實現諸多敏感零部件的焊接。
1、汽車激光塑料焊接
飛虹公司研制的半導體激光器的光束為平頂波光束，橫截面光強空間分布比較均勻。與YAG激光器的光束相比，半導體激光器的光束在塑料焊接應用中，可以獲得較好的焊縫一致性和焊接質量，并且能進行寬縫焊接。塑料焊接應用對半導體激光器的功率要求不高，一般為50～700W，光束質量小于100mmomrad，光斑大小為0.5～5mm。用這種技術焊接不會破壞工件表面，局部加熱降低了塑料零件上的熱應力，能避免破壞嵌入的電子組件，也較好地避免了塑料熔化。通過優化原料和顏料，激光塑料焊接能夠獲得不同的合成顏色。目前，飛虹公司研制的半導體激光器已經廣泛用于焊接密封容器、電子組件外殼、汽車零件和異種塑料等組件。
與傳統的塑料焊接方法相比，激光塑料焊接具備如下優勢：最小的機械應力；最小的熱應力；穩定的焊接過程；極大的焊接靈活性；完全無粒子產生；內部連接；小的熔融物噴射；不需要附加的吸收劑；高質量和牢固的焊接質量。 如發動的PA6塑料進氣歧管、燃料箱內的斷流閥、聚碳酸酯制的前燈、局甲基丙烯酸酯制的后燈以及某些容器的密封蓋焊接都是采用激光焊接。
2、汽車激光金屬焊接
激光連續波焊接金屬是經過實踐驗證的有效方法，能夠確保高精確度的焊接過程。激光金屬焊接能夠實現廣泛的精密金屬焊接，如焊接電子元器件、傳感器、壓力開關或氣閥等配件以及補償器、外科手術器械、管道和薄膜等產品。尤其是當焊接厚度只有0.8mm的薄片金屬時，飛虹公司研制的半導體激光器實現的焊接質量明顯優于燈泵浦的連續波固體激光器。其在焊接金屬薄片時，表現出如下優勢：高度的可靠性和靈活性；焊接質量好，無需反復操作；無輔助性工具，無縫焊接；焊接速度快；相對投資成本低；熱影響區小，熱應力小。
隨著半導體芯片技術和光學技術的發展，飛虹公司研制的半導體激光器的輸出功率不斷提高，制約其工業應用的光束質量差的問題也得到了有效改善。目前，飛虹公司研制的工業用大功率半導體激光器的輸出功率和光束質量均已超過了燈泵浦YAG激光器，并已接近半導體泵浦YAG激光器。
飛虹公司研制的大功率半導體激光器作為一種可用于材料加工的新型激光器，封裝后的加工頭體積與裝鞋的盒子大小相仿，重量也只有幾千克，可以便捷地安裝于機械手上或開發成為手持加工設備，模塊化的設計使得大功率半導體激光器更加便于維修，不需要額外的維護，相比之下CO2和Nd:YAG激光器就要笨重許多，在許多應用領域受到限制，表格1為半導體激光器與其他激光器的性能對比。
飛虹公司研制的大功率半導體激光器在金屬焊接方面有許多應用，應用范圍從汽車工業精密點焊到生產資料的熱傳導焊接、管道的軸向焊接，其焊縫質量好，無需后序處理。用于薄片金屬焊接的半導體激光器要求其功率為500～3000W，光束質量為30～150mm•mrad，光斑大小為0.4～1.5mm，焊接材料的厚度為0.1～2.5mm。由于熱量輸入低，零件的扭曲變形保持在最小程度。飛虹公司半導體激光器可進行高速焊接，焊縫光滑美觀，在焊接過程及焊接前后節省勞動力方面具有特殊優勢，非常適合工業焊接的不同需要，將逐漸取代傳統的焊接方法。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
