1.7准连续光纤激光器在焊接上的应用(精)
光纤连续激光焊接机安全操作及保养规程
光纤连续激光焊接机安全操作及保养规程一、安全操作规程1.1 前期准备•在使用光纤连续激光焊接机之前，先检查设备是否齐全，包括气源，冷却水等。
•确认放置设备的环境符合要求，无草丛等易燃物品。
设备的周围应该有正确分类标记的消防器材。
•穿戴符合要求的个人防护装备，包括安全鞋，手套，面罩等。
•检查设备是否处于适宜手动操作的状态，气源和冷却水是否正常，各个部位是否固定牢固。
•首先确认操作区域内没有人员，然后打开设备电源，预热设备，直到系统运行稳定。
1.2 操作及保养•在操作设备之前，请仔细阅读设备的说明书，熟悉设备的使用、保养和保护规程。
操作设备时，请确定你在正确的位置，保证把手和脚跟稳固地踏在设备的扶手上。
•在操作设备之前请确保你拥有正确的操作资格和相关的许可证，没有操作许可证的人员不得擅自操作设备。
•对于包含高压和较高辐射的设备，必须由专业人员操作和维护，而且操作人员和设备维护必须遵守当前的安全规程。
•如果你感到不安全，请立即停止使用设备，向上级报告。
•操作设备时，请注意风险，根据实情评估，采取必要的安全防护措施，如用笼子或栏杆隔离高危区域。
•在操作过程中，请勿带手表、戒指、项链等首饰物品。
严禁使用易燃、易爆炸的物质操作设备。
•操作设备过程包括机器人工作和手动控制操作两部分，禁止在操作过程中穿过操作区域。
•定期对设备执行保养和检查，特别是焊接头部分，焊接坑深度、坑缺等出现问题需要及时排查并修复。
•若设备发生故障，请立即关闭开关并通知上级。
在维修设备之前，必须采取充分措施以确保人身安全。
1.3 处理设备事故的应急措施•在处理设备事故时，请沉着冷静地面对现实，采取必要的紧急措施。
首先，迅速关闭设备并切断电源和气源。
然后，及时向上级报告事故，并联络专业的监测部门和紧急抢救队加入应急处置行动。
•当遇到设备意外事故应急事件时，每个现场工作人员都必须遵循现场应急指挥人员的指示行动，特别是针对于救护和逃生任务的具体操作方法。
光纤激光器的简介
光纤激光器目录光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
光纤激光器应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。
编辑本段光纤激光器的类型按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：1晶体光纤激光器。
工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等。
2非线性光学型光纤激光器。
主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。
3稀土类掺杂光纤激光器。
光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器。
4塑料光纤激光器。
向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。
编辑本段光纤激光器的优势光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有以下优势：（1）玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；（2）玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；（3）玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以上转换效率较高，激光阈值低；（4）输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；（5）可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。
（6）由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。
（7）光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。
（8）胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。
光纤激光器的原理及应用
光纤激光器的原理及应用光纤激光器的工作原理是通过受激辐射的过程产生激光。
首先，通过把电能、光能等能量输入石英玻璃纤维中，激发其中的电子从基态跃迁到激发态，电子在激发态寿命极短，相互作用强烈，从而形成了大量的受激辐射和激光产生，最后在光纤的末端通过光束输出。
1.制造业：光纤激光器在制造业中有广泛的应用，如切割、焊接和打标。
由于激光光束的高能量密度和小发散性，激光切割和激光焊接在金属加工中得到了广泛应用。
光纤激光器的高功率和高能量密度可实现更精确的切割和焊接，提高生产效率。
2.医疗领域：光纤激光器被广泛应用于医疗领域，例如激光手术、激光美容和激光治疗等。
光纤激光器的小尺寸和光纤的柔性使其能够在医疗设备中灵活使用，激光的高能量密度可精确控制和切割组织，可以用于手术刀替代、病变组织消融和切割等医疗操作。
3.通信领域：光纤激光器也广泛应用于通信领域，例如光纤通信和光纤传感。
光纤激光器的窄线宽和高功率输出能够提供更高的传输速率和传输距离，同时它的稳定性也能够保证信息的可靠传输。
光纤激光器在光纤传感中的应用主要是通过改变激光器输出的光强度或频率来检测物理变量，如温度、压力和应力等。
4.科学研究：在科学研究中，光纤激光器也扮演着重要的角色。
例如，在原子物理研究中，光纤激光器可用于冷却和操纵原子，使其接近绝对零度，从而研究量子行为。
在激光光谱学中，光纤激光器的高能量密度和带宽可用于光谱分析和材料表征等。
总之，光纤激光器凭借其小巧灵活、可靠性高、能量密度高、功率稳定等特点，在制造业、医疗、通信、科学研究等领域得到了广泛的应用。
随着光纤技术的不断发展和完善，光纤激光器在未来将继续发挥重要的作用，为各个领域的创新和发展提供有力支持。
高功率的1.7μm全光纤激光器的制作流程
本技术涉及光纤激光器领域，具体涉及一种高功率的1.7μm全光纤激光器，其采用双向泵浦结构，第一泵浦源提供前向泵浦光，第二泵浦源提供后向泵浦光，激光器谐振腔由第一高反布拉格光纤光栅和第二高反布拉格光纤光栅之间的直线腔构成；前后向泵浦光经由隔离器和波分复用器通入增益光纤中，在谐振腔中形成激光震荡，再经过滤波器，最后经过耦合器输出。
本技术能实现高功率的1.7μm光纤激光输出，结构简单、紧凑性极好、激光输出稳定性良好，非常适合后期封装和集成化开发。
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光纤激光焊接原理
光纤激光焊接原理
光纤激光焊接是一种利用高能量激光束来将两个或多个物体连接在一起的技术。
其原理是通过激光的高能量浓度将工件表面局部加热，使其局部熔化并融合在一起。
光纤激光焊接的过程一般包括以下几个步骤：
1. 激光束生成：通过激光器产生的强光束被导入光纤中进行传输。
2. 激光束聚焦：经过光纤传输后，激光束通过透镜被聚焦成一束高能量的光点。
3. 工件对准：将需要焊接的工件对准，使焊接点处于激光束的聚焦区域内。
4. 激光照射：激光束照射在工件焊接点上，局部区域被高能量光束瞬间加热。
5. 熔化和融合：被加热的局部区域迅速熔化，与相邻的工件材料融合在一起。
6. 冷却固化：熔化的区域在短时间内冷却，形成焊接接头，实现连接。
光纤激光焊接具有以下优势：
1. 高能量密度：激光束能够集中在很小的区域内传递能量，可实现快速且高质量的焊接加工。
2. 高精度控制：激光束的聚焦能力和光斑形状可通过透镜的调节进行精确控制，实现对焊接过程的高精度调节。
3. 非接触作业：激光束与工件之间无需接触，减少了对工件的损伤和变形风险。
4. 自动化程度高：光纤激光焊接可与自动化设备结合，实现生产线上的高效焊接作业。
综上所述，光纤激光焊接利用激光束的高能量浓度将工件局部加热并熔化，实现焊接点的瞬时融合。
该技术具有高能量密度、高精度控制、非接触作业和高自动化程度等优点，被广泛应用于各种材料的焊接和连接工艺中。
316不锈钢激光焊接工艺研究
316不锈钢激光焊接工艺研究0 前言316不锈钢是添加了Mo元素的不锈钢，耐腐蚀性及耐高温性能相比304不锈钢均有很大提高，且316不锈钢具有良好的焊接性。
作为功能器件的结构件，为了节约生产加工成本，一般将不锈钢结构通过焊接方式连接起来使用［1－4］。
不锈钢结构件已经在生物制药、医疗器械、微电子、精密仪器制造等领域得到了广泛应用［5－7］。
由于材料太薄，采用传统的焊接方式进行焊接时难度很大，如电阻焊方法，由于电极与工件直接接触会导致产品变形，影响外观［8］。
钨极氩弧焊热量输入大，容易将薄板不锈钢焊穿，影响产品的使用和外形的美观。
脉冲激光焊由于具有功率密度高、热影响范围小、与工件非接触以及效率高等优势，非常适用于薄板不锈钢的精密焊接。
激光焊接不锈钢的研究重点主要集中在中厚板（0.5mm以上）不锈钢焊接领域，孟云飞等人采用激光填丝焊，对厚度为3mm的304不锈钢做了工艺研究，陶汪等人研究了激光功率、焊接持续时间、离焦量和间隙对焊点形态及尺寸的影响规律。
目前对于316不锈钢薄板（厚度小于0.3mm）的激光焊接研究较少，特别是对于某些不锈钢材料作为产品的外观件，不允许焊接背面的材料有击穿、发黑的要求，焊接难度大，很有必要对316不锈钢薄板激光焊接工艺进行系统研究，满足焊接强度及外观的要求。
文中采用脉冲光纤激光器对316不锈钢进行激光焊接工艺优化试验，得到焊点拉力最强以及焊点背面无背痕的效果，为实际生产提供工艺方法试验指导。
1 试验设备及材料1.1 试验设备试验采用IPG公司研发的准连续光纤激光器（简称QCW激光器），峰值功率1 500W，脉冲宽度在0.2～50ms之间可调。
相比传统的Nd：YAG激光器，QCW激光器无需泵浦的氙灯及YAG棒等耗材，免去了设备的后续维护成本。
同时QCW激光器产生的光束能量稳定，非常适合薄板材料的精密焊接，激光器外形如图1所示。
图1 激光器外观图1.2 试验材料试验使用的材料为316不锈钢，厚度为0.2mm，长宽尺寸为100mm×30mm，材料化学成分见表1。
激光定位焊接的原理及应用
激光定位焊接的原理及应用1. 激光定位焊接的原理激光定位焊接是一种利用激光束进行定位和焊接的先进技术。
其原理主要涉及激光束的生成、定位系统和焊接过程的控制三个方面。
1.1 激光束的生成激光束是通过将激光器产生的光束进行处理得到的。
激光器通常采用半导体激光器或固体激光器，通过激活物质的电子跃迁产生的光子，经过光学系统的调整和整形，形成具有高度聚焦性和单色性的激光束。
1.2 定位系统激光定位系统主要用于确定焊接件的位置和姿态。
它通常包括激光发射器、激光接收器和相关的信号处理电路。
激光发射器发射激光束，经过被焊接件的表面反射，由激光接收器接收并转换为电信号。
通过对这些信号进行处理，可以确定焊接件的位置和姿态，从而实现激光焊接的精确定位。
1.3 焊接过程的控制激光焊接过程的控制主要包括焊接参数的设定和焊接质量的监测。
焊接参数包括激光功率、焦距、焊接速度等，通过优化这些参数，可以控制焊接的深度、宽度和形状。
焊接质量的监测一般通过检测焊缝的形状、尺寸和密度等指标来实现，通过激光定位系统和相关的算法，可以对焊接质量进行实时监测和控制。
2. 激光定位焊接的应用2.1 汽车制造在汽车制造领域，激光定位焊接技术被广泛应用于车身焊接、零部件焊接等工艺。
激光定位系统可以精确定位待焊接的零部件，通过控制焊接参数，实现高效、精确的焊接，提高汽车的结构强度和外观质量。
2.2 电子制造在电子制造领域，激光定位焊接技术主要应用于电子元件的连接和封装。
激光焊接的非接触性和高精度性使得它成为微观尺度电子制造的理想选择。
激光定位系统可以实现对微小焊缝的准确定位，保证焊接的精度和可靠性。
2.3 航空航天在航空航天领域，激光定位焊接技术被广泛应用于航空发动机、航天器结构等关键部件的焊接。
激光焊接具有高度的自动化、高效率和精确控制的优势，可以满足航空航天领域对焊接质量和可靠性的严格要求。
2.4 其他领域应用除了上述领域，激光定位焊接技术在机械制造、医疗器械、家电等领域也有广泛的应用。
激光焊接原理及工艺应用
激光焊接原理及工艺应用激光焊接是一种利用激光束来加热材料并使其熔化以达到焊接目的的技术。
激光焊接具有高功率密度、高能量浓度、短作用时间、小熔化区、高焊接速度和良好的焊缝质量等优点，因此在现代工业中得到了广泛的应用。
激光焊接的原理是利用激光束的高能量，将其聚焦在待焊接的材料上。
当激光束照射到材料表面时，会被吸收并转化为热能，使材料局部升温至熔点以上。
随后，熔化的材料在激光束的作用下形成焊缝，经过冷却后形成焊接接头。
激光焊接主要有传导传输、深穿透焊和激光钎焊三种工艺应用。
传导传输焊是激光焊接的一种常见工艺应用。
在传导传输焊中，激光束通过传导热传递给焊接材料，使其局部熔化。
这一过程中，激光束主要用于提供热能，焊接所需的压力由其他设备提供。
传导传输焊适用于对焊接材料要求不高，焊接速度较快的材料，如不锈钢和铝合金等。
深穿透焊是激光焊接的另一种重要应用。
在深穿透焊中，激光束的功率密度非常高，能够直接穿透材料并在底部形成小孔。
激光束进一步通过孔内熔化周围材料，使其与基材连结形成焊接接头。
深穿透焊适用于焊接较厚的金属材料，可获得较深的焊缝。
激光钎焊是激光焊接的另外一种应用，主要用于焊接非金属材料。
激光钎焊通过激光束的加热作用，将钎料加热至熔化并与待钎焊的材料融合。
相比传统的焊接方法，激光钎焊具有高精度、高效率的优点，广泛应用于电子元器件、光通信器件等领域。
总之，激光焊接是一种高效、精确的焊接技术。
其原理简单且应用广泛，适用于各种不同材料的焊接需求。
激光焊接的发展将为现代工业的进步和创新提供更多可能性。
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（2）说明激光器的峰值功率和脉冲宽度之间的关系是什么，
在焊接领域的深熔焊工艺中，对激光的脉冲特性有什么要求？
8/13/2018
特点： （1）极高的脉冲功率和良好的脉冲能量稳定性 （2）电光转换效率>30% （3）有脉冲和连续两种模式，光束质量较高 （4）内置脉冲发生器及脉冲整形器 （5）设备成本相对较低
8/13/2018
2.2 准连续光纤激光器在焊接领域的应用 由于光束质量很高，一般情况下会使用振镜扫描方式进行焊接，不但焊接效 率高，而且焊接质量好。图1给出的是准连续光纤激光器和振镜扫描系统。
束在经过长焦距镜片后可获得聚合物焊接所需的较小的光斑尺寸，近年
来的应用也越来越受到重视。
8/13/2018
3பைடு நூலகம் 小结
本次课介绍了一种准连续光纤激光器的特点,即高的峰 值输出功率和低的平均输出功率，以及该类激光器在焊接领 域的应用情况。
8/13/2018
4. 作业思考题
（1）与传统的光纤激光器相比，准连续光纤激光器的特点 主要是什么？
长脉冲激光被称为准连续激光器，产生ms量级的脉冲，占空比为10%。这使 得脉冲光具有比连续光高十倍以上的峰值功率，对于脉冲焊接等应用来说非常有 利。 根据脉宽可将重复频率调制达500Hz，连续就是持续输出， 准连续是脉冲输 出，但是脉冲的占空比比较大，使得准连续激光器既有连续激光器的特点又有脉 冲激光器的优势。
图1 QCW 300/3000光纤激光器和焊接头及准直镜
8/13/2018
准连续光纤激光器将光纤激光器的优势很好地引入到那些需要低平均功率、 低占空比的脉冲激光焊接，例如图2所示的热导点焊，高的脉冲功率保证获得 了较大的熔深。
图2 准连续光纤激光器在薄壁件上进行的热导式焊接
8/13/2018
准连续光纤激光器可以设置成连续波输出模式，获得窄而深的深熔焊缝，如图3 所示，在平均功率仅为200W时，在薄壁金属箔上进行的“微深熔”焊接。
准连续光纤激光器在焊接上的应用
课程名称：激光焊接工艺实践 承担单位：浙江工贸职业技术学院
8/13/2018
1. 教学目标
• 了解准连续光纤激光器与传统光纤激光器对比的主要特 点和准连续激光器在焊接领域的应用现状和前景。
8/13/2018
2. 准连续光纤激光器在焊接领域的应用
2.1准连续光纤激光器的特点
图3 准连续光纤激光器连续波输出的深熔焊缝
8/13/2018
另外，准连续光纤激光器的特点还使得焊接时对工件的热输入极低，高光束质量也 适合焊接薄壁件，甚至金属箔等，所以使其在精密焊接领域有广阔的应用前景，如 图4所示。
图4 准连续光纤激光器进行的精密焊接 （ ×100）
8/13/2018
除了在金属材料方面的焊接，在聚合物焊接时，高亮度的光纤激光光