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碟片激光器.doc碟片激光器的应用及优势
碟片激光器在工业制造业中应用很广泛，例如高速切割和各种焊接，包括常 规焊接和飞行焊接等。
一、碟片激光器的应用
激光机器人扫描焊接
激光机器人扫描焊接又称远程焊接。 将碟片激光器激光束通过光纤传至安装 在机器碟片激光器的应用及优势
碟片激光器在工业制造业中应用很广泛，例如高速切割和各种焊接，包括常 规焊接和飞行焊接等。
一、碟片激光器的应用
激光机器人扫描焊接
激光机器人扫描焊接又称远程焊接。 将碟片激光器激光束通过光纤传至安装 在机器人上的可编程聚焦光学头（PFO）, PFO内装有两片高速扫描反射镜（常称 “振镜” ），它们使激光束按所编程序的路径作高速而精确的运动，通过远心透 镜聚焦实现工件的焊接。 由于在机器手运动的工程中, 两片振镜亦可同时进行高 速扫描,因此这种焊接也称为飞行焊接。
激光机器人扫描焊接的特点是速度快,焊接头离工件远。其应用很广泛,以 汽车白车身制造为例, 激光扫描焊接正成为替代传统电阻点焊的一种手段。 例如, 大众汽车公司传统的电阻点焊工艺采用 4 个机器人, 5 个焊枪,焊 34个点,加 上装卸时间，一共需要34. 7 s；现在采用激光扫描焊接，完成同样的工作，即 34个焊点，且焊点形状为C型（C型焊点较圆点型焊点强度更高），只需1个机器 人，1个PFO而时间缩短为13 s。这不仅大大提高了焊接强度和效率，也减轻 了车门的重量， 因为激光扫描焊接与电阻点焊不同， 焊头无需接触部件， 因此焊 接处的凸缘宽度可以大大减小。 这样既节省了材料 （成本减少），又减轻了车身的 重量（油耗降低），非常符合汽车的生产要求。
厚钢板和铜板的激光穿透焊接
厚钢板的焊接需要很高的激光功率。如前所述，碟片激光在大功率下仍保持 良好的光束质量，因而对厚钢板的焊接具有特别的优势。图 4为8 kW碟片激光
器焊接6 mm厚度不锈钢板的截面图。
激光焊接铜材比焊接钢材难度大许多，这是因为铜材表面反射率很高，入射 的激光能量不易吸收。 同时，铜的热传导系数很大， 吸收的激光能量会很快扩散 到整个铜部件。因此铜板的焊接需要更高的激光功率。 图 5所示为四块厚度为 1. 5 mm勺E-铜板用16. 5 kW碟片激光器叠焊的截面全相图。
碟片激光器的切割
激光的光束质量对于切割尤为重要， 因为光束质量好意味着光束的聚集效果 好，焦斑尺寸小， 功率密度大。 碟片激光器可以输出几乎接近衍射极限光束质量 的激光，而且能在高功率下保持这种优良特性，因此切割速度快，质量好。图 6 所示为1 kW的碟片激光器对低碳钢、不锈钢和铝的切割试验曲线（切割速度与材 料厚度的关系 ）。
二、碟片激光器的优势
（1） 模块式结构
整个激光器采用模块式结构。 各模块均可在客户现场迅速更换。 冷却系统和 导光系统与激光源集成在一起，结构紧凑，占地面积小，安装调试快。
（2） 极好的光束质量，并且标准化
通快所有超过2 kW的碟片激光器，光束参数积（BPP）均被标准化为8 mnZ mrado激光器不随运行模式的变化而改变，且与通快所有光学元件兼容。
（3） 抽运光和受激辐射光的光斑尺寸均较大 由于碟片激光器内的光斑尺寸较大， 因此各光学元件上承受的光功率密度较
小。光学元件镀层的损坏阈值通常约为 500 MVZcm2,石英