隨著
半導(dǎo)體芯片技術(shù)和
光學(xué)技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體
激光器的輸出功率不斷提高，制約其工業(yè)應(yīng)用的
光束質(zhì)量差的問題也得到了有效改善。目前，工業(yè)用大功率半導(dǎo)體
激光器的輸出功率和光束質(zhì)量均已超過了燈泵浦YAG激光器，并已接近半導(dǎo)體泵浦YAG激光器。半導(dǎo)體激光器已經(jīng)逐漸應(yīng)用于
塑料焊接、熔覆與合金化、表面
熱處理、金屬焊接等方面，并且也在打標(biāo)、切割等方面取得了一些應(yīng)用進(jìn)展。
o&?c,FwN +`HMl;0m 1.激光塑料焊接
&kg^g%% f$o^Xu 半導(dǎo)體激光器的光束為平頂波光束，橫截面光強(qiáng)空間分布比較均勻。與YAG激光器的光束相比，半導(dǎo)體激光器的光束在塑料焊接應(yīng)用中，可以獲得較好的焊縫一致性和焊接質(zhì)量，并且能進(jìn)行寬縫焊接。塑料焊接應(yīng)用對半導(dǎo)體激光器的功率要求不高，一般為50～700W，光束質(zhì)量小于100mm•mrad，光斑大小為0.5～5mm。用這種技術(shù)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(yīng)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(yōu)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，半導(dǎo)體激光器已經(jīng)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。
fu "cX; QH/p y 2.激光熔覆與表面熱處理
S<i$0p8J; Rd#R}yA 對耐磨性及耐腐蝕性要求較高的金屬零件進(jìn)行表面熱處理或局部熔覆，是半導(dǎo)體激光器在加工中的一個重要應(yīng)用。國際上用于激光熔覆與表面熱處理的半導(dǎo)體激光器的功率為1～6kW，光束質(zhì)量為100～400mm•mrad，光斑大小為2×2mm2～3×3mm2或1×5mm2。與其他激光器相比，用半導(dǎo)體激光器光束進(jìn)行熔覆與表面熱處理的優(yōu)勢在于其電光效率高、材料吸收率高、使用維護(hù)費用低、光斑形狀為矩形、光強(qiáng)分布均勻等。目前，半導(dǎo)體激光熔覆與表面熱處理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、鋼鐵、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域，成為新材料制備、金屬零部件快速直接制造、失效金屬零部件綠色再制造的重要手段之一。
{@InOo!4w] m TE(J Zt 3.激光金屬焊接
9F/I",EA "\b>JV 5 大功率半導(dǎo)體激光器在金屬焊接方面有許多應(yīng)用，應(yīng)用范圍從汽車工業(yè)精密點焊到生產(chǎn)資料的熱傳導(dǎo)焊接、管道的軸向焊接，其焊縫質(zhì)量好，無需后序處理。用于薄片金屬焊接的半導(dǎo)體激光器要求其功率為300～3000W，光束質(zhì)量為 40～150mm•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。大功率半導(dǎo)體激光器可進(jìn)行高速焊接，焊縫光滑美觀，在焊接過程及焊接前后節(jié)省勞動力方面具有特殊優(yōu)勢，非常適合工業(yè)焊接的不同需要，它將逐漸取代傳統(tǒng)的焊接方法。
J2=4%#R! lMFR_g?r 4.激光打標(biāo)
d51lTGH7Z y]j.PT`Cw 激光打標(biāo)技術(shù)是
激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。目前使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。但是隨著半導(dǎo)體激光器光束質(zhì)量的改善，半導(dǎo)體激光器打標(biāo)機(jī)已開始應(yīng)用于打標(biāo)領(lǐng)域。德國LIMO公司已推出了光束質(zhì)量達(dá)5mm•mrad的50W直接輸出半導(dǎo)體激光器，以及50μm光纖耦合輸出的25W半導(dǎo)體激光器，這已經(jīng)達(dá)到了打標(biāo)應(yīng)用對激光器的輸出功率和光束質(zhì)量的要求。
]01`r/ ->\ * dB eb 5.激光切割
3(
