需要指出的是,图8和图10所示的表面特征在形状上大体类似,但是在比例上完全不同——图8的比例为1000倍,而图10则为20,000倍。 高反材料的焊接 用150 ps激光器对高反材料进行表面织构时,最重要的属性莫过于吸收率——它们是黑色表面,而且形成的标记永恒、持久、可清洁,且宏观尺度平滑,这样在使用时就不会存留污物。这意味着所有波长都会被强烈吸收。与未经处理的表面相比(如图6所示),高反材料不仅高度反射,而且不均匀,氧化层的厚度存在差异。这种不均匀性被认为是激光点焊重复性差的原因所在。我们的预处理加工可为焊接提供下列优势: 提高高反金属点焊的重复性 可针对较薄的高反金属箔材进行低热输入的可重复性焊接 在焊接异种金属时,改善对焊接深度的控制 处理面积小至直径1 mm,可显著强化表面吸收,有助于随后的激光焊接 同一套光学系统既可以用于150 ps激光器,也可以用于近红外焊接激光器,如YLR 150/1500准连续光纤激光器。这样就可以在激光焊接之前即刻进行表面预处理。 我们的目标是在未来能够证明在焊接高反金属材料时,该工艺比高平均功率的532 nm激光器或是提供近红外及532 nm波长的激光器更具性价比优势。 总结 我们在本文中所阐述的不仅仅是通过激光器控制表面形态,降低Ra,还包括附加的功能特性。所展示的激光织构为正火或表面预制,这些过程有助于提高下一道工序、激光加工或其他应用的一致性,从而改善下一道工序的可控性,如粘结或焊接。此外,取代湿性化学表面制备工艺还具有重要的环保意义。
光纤激光器所具有的模块化和可调性进一步拓展了现有激光器的范围。我们已经看到,新的激光器正在打开新的应用市场,带来新的商业机会。文本所探讨的两种激光器互为补充:高覆盖率但是相对粗糙的金属表面可以用千瓦级纳秒光纤激光器,而低功率、窄脉宽的激光器则适用于加工那些具有非常平滑的,高吸收率表面的高反材料。 这两种激光器能有效降低购置成本及运转成本,从而使这些加工工艺能够在工业领域得到更为广泛的应用。
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