隨著高亮度激光的最新發(fā)展尘斧，在許多全新的領(lǐng)域中，激光材料加工應(yīng)用的機會不斷增加。我們以技術(shù)非常成熟的寶石棒結(jié)構(gòu)固體激光器為例废恋，其相關(guān)的兩個完全不同的發(fā)展方向值得關(guān)注。

　　一方面扒寄，寶石棒的將其直徑擴大鱼鼓，而長度減少為幾百個微米，這就成就了盤式激光器木冈。另一方面半摔，將棒的長度加大，直徑減小晶睦，這就成為光纖激光碱框。

　　談到光纖激光，光纖的長度保證了光束質(zhì)量接近衍射極限（在給定波長的激光中爱茫，理論極限册灾，或最小可能的聚焦尺寸）。這種激光的諧振腔無須進行任何調(diào)整慰沸，光束質(zhì)量是被光纖的物理特性所規(guī)范拷拗。光纖激光除了以上的兩大優(yōu)勢之外，還應(yīng)當(dāng)了解磷像，其泵浦能量可以通過傳輸光纖進行耦合涩霞，傳輸至有源光纖或受激光纖，從而免去了二極管泵浦源到光纖激光的光學(xué)調(diào)整的繁瑣的過程邦匆。

　　其中BPP 值越小表明光束質(zhì)量越好睦绍。與其它激光相比，光纖激光表現(xiàn)出更好的光束質(zhì)量（只有在5千到一萬瓦范圍內(nèi)略遜于二氧化碳激光器）涉波。在Fraunhofer 我們一致認為英上，光纖激光具有更為廣闊的未來。

　　在德國的Dresden啤覆， Fraunhofer IWS 以及在美國密執(zhí)根的Plymouth的IWS 分支機構(gòu)中我們擁有以下表格中的各種光纖激光可以用于工業(yè)加工發(fā)展的研究苍日。

　　這些光纖激光具備以下特點：體積非常小，在泵浦源與最終的光學(xué)聚焦系統(tǒng)之間沒有任何需要進行準(zhǔn)之調(diào)節(jié)的零件窗声，無須進行任何調(diào)整相恃，很高的電光轉(zhuǎn)換效率 (25-30 %)。此外笨觅，光纖激光具有非常優(yōu)秀的光束質(zhì)量和超長的泵浦源壽命（超過5萬小時）拦耐。我們可以使用很小的擴束準(zhǔn)直系統(tǒng)，進而可以使用尺寸很小的振鏡系統(tǒng)進行高速光束操控见剩。 15微米直徑的光纖長度限制在數(shù)米范圍內(nèi)揩魂，因為存在拉曼散射效應(yīng)幽邓， 它將在使用較長的光纖傳輸時減少輸出能量。而50微米的光纖限制在15米長度以內(nèi)火脉， 100和200微米的光纖長度沒有限制核必！

　　如果使用光閘或纖-纖耦合接頭，必須使用100微米的光纖出品糯， 50微米的光纖進荒鳖，或使用200微米的光纖出，100微米的光纖進蛔交。以上兩種狀況光束質(zhì)量可以達到8mm.mrad末昂。這與盤式激光相當(dāng)，而焊接的結(jié)果镐访，兩種激光器非常接近二蚓。

　　綜合起來，在 Fraunhofer使用的光纖激光系統(tǒng)非常穩(wěn)定限榆，沒有發(fā)生過任何問題停就。而燈泵浦系統(tǒng)本身則存在非常多的常規(guī)問題。有些其它的光纖激光用戶提到過笆唧，在操作中的光學(xué)反射問題颈癌，到目前為止對我們而言還沒有造成任何困擾。我們的試驗數(shù)據(jù)表明岸裙，光學(xué)反射沒有對激光器的輸出功率造成任何影響猖败。即使如此，我們在實際操作中不主張使用與工件垂直的光束設(shè)計降允，而使用微微傾斜6度左右的角度恩闻。在切割和焊接鋼材和鋁材時沒有發(fā)生任何問題，但同樣的操作剧董，工件為銅材時幢尚，情況較為復(fù)雜，需要很小心地進行處理送滞。

　　在我們的研究中侠草，由于光纖激光優(yōu)秀的光束質(zhì)量辱挥，焊接的深度和速度可以達到與電子束焊接相當(dāng)?shù)募氄缚p犁嗅。

　　4千瓦光纖激光焊接8毫米厚的普碳鋼板（汽車齒輪箱中的機構(gòu)）。

　　對于低變形焊接晤碘，光纖激光看來是當(dāng)前最佳的選擇褂微。 這不但在齒輪傳動機構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用，在遠程焊接中同樣有著很大的優(yōu)勢园爷。
由于極高的光束質(zhì)量宠蚂，我們可以使用非常緊湊丑辖、小巧的聚焦和掃描光學(xué)系統(tǒng)，而無須改變焊接參數(shù)夷朽， 同時適用于遠場技術(shù)咏编。在這兩種情況下， 激光優(yōu)秀的光束質(zhì)量會生成特定的焊接等離子體熄朴，（與Nd:YAG 和盤式激光相比）理侄，一定要使用保護氣體，否則會發(fā)生吸收和主體散射效應(yīng)雾鸠。

　　由于我們有限的CO2激光的能量范圍限牢，我們僅就3.5千瓦的CO2激光進行了對比試驗。盤式激光的焊接數(shù)據(jù)有些偏離纪娄，因為我們使用的是4kW 輸出功率的TRUMPF’s HLD4002 盤式激光戈裳。同樣，我們使用了其它光纖激光的數(shù)據(jù)启毁，BIAS Bremen 的4.0kW YLR7000 光纖激光 (300 微米光纖)橘蹭。總之访递，以下數(shù)據(jù)表明并非不同的激光會造成不同的焊接結(jié)果晦嵌，而是不同的光束質(zhì)量。正如兩種不同光束質(zhì)量拷姿，其它參數(shù)極為接近的光纖激光惭载，試驗結(jié)果卻截然不同。

　　結(jié)論可以這樣聲明响巢，高功率光纖激光非常適合用于不同的焊接和切割應(yīng)用描滔。高光束質(zhì)量，提供更多其它激光系統(tǒng)無法提供的機會和更好的表現(xiàn)踪古。

　　另外一方面含长， 購買一個激光器還應(yīng)當(dāng)考慮許多的重要的因素，其中包括投資費用伏穆、運行費用拘泞、維護和維修費用等。然而枕扫，最重要的一點是在最終的結(jié)果必須能夠不斷重復(fù)陪腌，這就要求光束質(zhì)量必須非常穩(wěn)定，它是一個最重要的基本因素燥颠。

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