【中國機床商務網】導讀:光纖激光器可以復制nd:yag激光器的工藝參數,并提供明顯的速度優勢,大大降低了維護成本,并有機會改善工藝參數。標準的20kw光纖激光器可以在20kw的連續功率下運行,頻率大于5000hz。
然而,這些激光器相當昂貴,使得充分利用其高重復頻率變得較為困難。ipg已經開發出了專門用于航空航天鉆孔應用的新一代光纖激光器,提供高峰值功率和低平均功率。目前,ipg可提供峰值功率9~20kw、連續波(cw)工作功率900w~2kw的五種型號的產品。
來自航空航天公司的眾多應用試驗,已經展示了光纖激光器的重要優勢。不同于nd:yag激光器,光纖激光器的脈沖持續時間可以增加,以用單個脈沖鉆孔,滿足航空航天領域要求的每秒鉆出50~100個孔的目標。光纖激光器的脈沖持續時間范圍3~10ms,并且仍然滿足重鑄和微裂紋規范要求,而利用nd:yag激光器,則需要多個脈沖完成。之所以能獲得這樣的結果,是因為光纖激光器的輸出脈沖是一個保持峰值功率的方波,沒有拖尾形成重鑄,而這是脈沖nd:yag激光器無法實現的。光纖激光器還在焦點處提供了頂帽輪廓,不會形成重鑄,而使用nd:yag激光器則有這種情況發生。
光纖激光器可變的脈沖持續時間,開辟了一種新的控制方式。使用光纖激光器鉆孔,可以對脈沖持續時間的參數進行編程,限制背板受損而不需要在孔鉆出后利用額外的脈沖精修(這將引發背板受損的擔憂)。橫截面分析表明,當使用多個激光脈沖鉆孔時,如果激光束在穿透材料之前停止,在盲孔的底部具有一個頂帽輪廓。在用nd:yag激光器進行的類似測試中,孔的底部輪廓更趨于高斯分布,具有一個熱中心部分,因此難以實現直徑較大、并且仍滿足出口處規格要求的孔。光纖激光器能夠鉆出滿足規范要求的通孔,無需再使用額外的脈沖。
光纖激光器還可以產生脈沖串,而這是燈泵浦nd:yag激光器所不能實現的。例如,光纖激光器可以通過編程,以較低的脈沖能量和更短的脈沖持續時間穿透熱障涂層而當激光脈沖穿透材料的過程,可以增加功率和脈沖持續時間隨后在鉆出通孔前再次對其編程,以最小化對背板的沖擊。光纖激光器的這些參數之所以能快速改變,均源于單發射體泵浦二極管的動態性能。
在航空航天燃燒室鉆孔試驗中,采用環形切割成孔方法,光纖激光器的鉆孔速度是nd:yag激光器的10倍以上。光纖激光器能夠以更高的速度鉆出更加高度一致的孔,這樣制造商便可以利用環形切割成孔方法鉆孔,而不再采用沖擊鉆孔。
許多航空航天組件還需要切割更大的特征。使用光纖激光器,可以快速轉換到cw運行模式,提供高達2kw的連續輸出功率,能夠實現高質量、高速切割,而這是利用脈沖nd:yag激光器所無法實現的。
來源:阿里巴巴機械
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