Éliminer les scories et atteindre une porosité nulle en soudage grâce à la technologie des impulsions courtes

Principes de base des longueurs d'onde laser

Longueurs d'onde laser se référer au distance entre deux pics successifs d'une onde lumineuse émise par le laser, et cela détermine sa couleur ou sa position dans le spectre électromagnétique. La longueur d'onde est directement liée à l'énergie de la lumière, les longueurs d'onde plus courtes représentant une énergie plus élevée et les plus longues indiquant une énergie plus faible.

L'œil humain peut percevoir des longueurs d'onde d'environ 400 nm (violet) à 700 nm (rouge), qui est le spectre visible. Cependant, les lasers peuvent fonctionner en dehors de cette plage, par exemple dans l’ultraviolet ou l’infrarouge.

La longueur d'onde spécifique émise par un laser dépend de son milieu (gaz, cristal ou semi-conducteur)et différentes longueurs d'onde ont diverses applications, de procedures médicales à communication et interagissent différemment avec les matériaux. Considérations de sécurité varient également en fonction de la longueur d'onde, notamment en ce qui concerne risque potentiel pour les yeux et la peau.

Types de laser courants et leurs longueurs d'onde pour différents matériaux

La longueur d’onde appropriée nécessaire à la gravure et à la découpe laser des matériaux dépend principalement du type de matériaux. La nature des matériaux de la pièce à usiner réagira différemment lors de l'interaction avec ces longueurs d'onde. Voilà quelque types de laser courants et leurs longueurs d'onde.

1. Lasers CO2 (longueur d'onde 10.6 µm) : Les lasers CO2 sont l’un des types les plus répandus dans l’industrie. Idéal pour matériaux de coupe comme le caoutchouc, les plastiques, le papier et le bois, les lasers CO2 excellent à la fois dans la découpe et la gravure de ces matériaux avec précision. Découpeuses laser CO2 offrent une puissance de sortie élevée, garantissant un chauffage localisé, ce qui signifie que la structure et la texture des matériaux restent intactes.

Une partie importante de cette longueur d'onde pénètre les matériaux, améliorant l'absorptionPar conséquent, la surface du matériau s'échauffe, ce qui entraîne vaporisation, ce qui fait des lasers CO2 un choix populaire pour la délivrance solutions de gravure précises. Vous y trouverez des des détails complexes aux coupes complètes, leur Sa polyvalence est inégalée.. Cependant, leur réflectivité plus élevée peut poser des problèmes dans certaines applications spécifiques, nécessitant une attention particulière pour des résultats optimaux.

2.Lasers à fibre (longueur d'onde de 1.06 µm) : Lasers à fibre sont également courants pour la gravure et la découpe. Ceux-ci fonctionnent mieux sur les métaux comme le cuivre, le laiton, l’aluminium et l’acier. L'efficacité de lasers à fibre dans les matériaux de découpe est dû à leur forte absorption et à leur pénétration profonde dans ces métaux.

De ce fait, une fusion rapide se produit et les utilisateurs peuvent couper et façonner ces matériaux à leur guise. En outre, une gravure précise est obtenue grâce à machines de découpe laserHormis cela, il n'y a aucun inconvénient à utiliser ces lasers pour découper et graver avec la même précision même des matériaux non métalliques. Voici… un article sur la comparaison de la technologie du laser CO2 et du laser à fibre.

3.Nd : Lasers YAG (longueur d’onde 1.064 µm) : Nd : lasers YAG sont l'une de l' lasers pulsésCes produits sont bons pour céramiques et métaux. Ils créent un influence similaire aux lasers à fibre sur les matériaux et peut être un une excellente alternative aux lasers CO2 également. Leur la longueur d'onde est différente par rapport aux autres types de lasers couramment utilisés. Ce sont crucial pour le travail précis des métaux si nécessaire.

Nous avons également préparé un article pour vous aider à choisir entre les lasers YAG et les lasers à fibre.

4. Lasers UV (longueur d'onde 355 nm) : Laser UV elles fonctionnent sur différentes longueurs d'onde, et ce sont courant pour la gravure. Le verre, la céramique et certaines formes spéciales de plastique sont plus faciles à graver avec des lasers UV. Mais pour la découpe, ces outils ne sont absolument pas recommandés.. Leur la longueur d'onde est courteet par conséquent, les professionnels peuvent atteindre meilleure précision et exactitude Pour le choix de la machine de marquage laser à fibre et UV, vous pouvez vous référer à : cet article..

5. Laser vert (longueur d'onde de 532 nm) : Lasers verts sont bons pour céramiques et plastiques. Ils ont un longueur d'onde supérieure à celle des lasers UVce qui les rend très spécifiques dans leurs fonctions. Ce sont inutile pour couper, mais pour la gravure, ils peuvent promettre d'excellents résultats. détails visibles et précis et impressions gravées, les lasers verts sont totalement inégalable dans leur performance.

Nous avons un article À propos de la sélection des machines de marquage laser à fibre et laser vert.

6. Lasers à diode (différentes longueurs d'onde) : Lasers à diodes Ces adaptable et polyvalent parce qu'ils contiennent différents types de diodesL’ Le type de diode laser détermine les performances de ces lasers. Par conséquent, lors de l'utilisation de lasers à diodes, il est essentiel d'être extrêmement clair et précis.

Parce que différentes diodes réagir différemment à des matériaux spécifiques, une erreur can ruiner toute la pièce en quelques secondes; ce sont utile pour la gravure des métaux et de la céramique. Il est important de ajustez-les selon les la nature du matériau pour obtenir les résultats souhaités à partir de

Vous pouvez être intéressé par le différence entre les lasers à fibre et les lasers à diode.

Dans le traitement industriel, le longueur d'onde laser et la taux d'absorption d'énergie du matériau déterminer directement efficacité de coupe et durée de vie des équipements. Traditionnel Lasers CO₂ fonctionner à une longueur d'onde douce de 10.6μm. Matériaux non métalliques (comme le bois, le plastique et l'acrylique) ont un taux d'absorption proche de 90% pour cette longueur d'onde, ce qui les rend irremplaçable dans le domaine du traitement des métaux non précieux. Cependant, leur Le taux d'absorption initial des métaux est extrêmement faible., Faisant un traitement efficace des métaux difficile à réaliser.

Inversement, lasers à fibre, représenté par Gamme de puissance élevée de 10 kW à 40 kW de Baison, fonctionnent à une longueur d'onde laser centrale de 1.06μmL’ taux d'absorption des métaux conventionnels comme l'acier au carbone et l'acier inoxydable pour cette longueur d'onde dépasse largement celle des lasers CO₂.

Cependant, face à matériaux hautement réfléchissants tels que les alliages d'aluminium, le laiton et le cuivre — même si la longueur d'onde de 1.06 μm offre une absorption plusieurs fois supérieure à celle de 10.6 μm — La réflectivité initiale à froid reste extrêmement élevéeCela exige une densité de puissance exceptionnellement élevée de la part du coupeur de fibres, en utilisant La puissance ultra-élevée de Baison, jusqu'à 40 kW à faire fondre instantanément le matériau et forcer le passage à travers la fenêtre de réflexion.

Haute puissance Lasers à diodes directes (DDL) fonctionnent dans une fenêtre de longueur d'onde encore plus courte (environ 900 nm–1050 nm), où les métaux présentent un taux d'absorption supérieur de 10 à 20 % qu'avec des lasers à fibre. Cela leur permet de démontrer valeur industrielle unique dans le soudage de tôles épaisses et le revêtement de surfaceet un traitement spécifique des métaux hautement réfléchissants, brisant complètement la limitation traditionnelle que les lasers à diodes ne conviennent « qu’aux dispositifs médicaux miniatures ».

Comment la longueur d’onde affecte-t-elle la découpe et la gravure au laser ?

Le rôle de longueur d'onde laser L'importance de ce facteur dans les systèmes laser ne saurait être sous-estimée. détermine la manière dont le laser interagit avec les matériaux, influençant la profondeur, précision et sécurité de l'opération. Voici un décomposition structurée de la façon dont la longueur d'onde joue un rôle pivot:

1. Absorption matérielle

• Le La longueur d'onde détermine la façon dont un matériau absorbera le faisceau laser. de la tête laser.
• Différents matériaux absorbent les longueurs d'onde différemment.. Par exemple, Les matériaux organiques comme l'acrylique et le bois absorbent facilement la longueur d'onde de 10.6 micromètres. émis par des lasers CO2.
• absorption plus élevée Les taux de compression sont propices à une découpe et une gravure efficaces.

2. Profondeur de gravure et pénétration

• Longueurs d'onde plus courtes, comme celles de Laser UV, ne pénètrent pas aussi profondément dans les matériaux comme des longueurs d'onde plus longues.
• Longueurs d'onde plus longues, comme ceux de Lasers CO2, ils n'ont meilleure pénétration, ce qui les rend aptes à la gravure et à la découpe matériaux plus épais.

3. Adéquation des matériaux

Toutes les longueurs d'onde ne conviennent pas à tous les matériaux. Par exemple, Les longueurs d'onde plus courtes peuvent ne pas être efficaces sur les non-métaux. (comme le bois ou l'acrylique), tandis que Lasers CO2, du à leur longueurs d'onde plus longues, peut gérer pièces de plus grande taille avec précision dans les applications non métalliques.

4. Effets thermiques

• Le chaleur produite lors de la gravure ou de la découpe est influencée par la longueur d'onde du laser.
• Les longueurs d'onde intenses et pénétrantes génèrent plus de chaleur, qui peut être exploité efficacement pour la découpe de matériaux résistants.

5. Considérations de sécurité

Travailler avec des lasers nécessite la sécuritéainsi que, prévisibilité de l'interaction d'un laser avec un matériau Boite réduire les risques comme les brûlures.

6. Problèmes de réflectivité

• Certains matériaux, notamment les métaux, peuvent réfléchir certaines longueurs d'onde.
• Des longueurs d'onde plus courtes peuvent être réfléchies par des métaux réfléchissants.
• Les lasers à fibre, souvent préférés pour le travail du métal, produisent moins de réflectivité que les lasers CO2.

7. Précision dans la gravure

• La précision est primordial dans la découpe et la gravure, et les longueurs d'onde plus courtes offrent souvent une résolution plus élevée.
• Cela permet aux travailleurs de réaliser des modèles et une personnalisation complexes, répondant aux demandes spécifiques des clients.

Si vous souhaitez explorer davantage la physique derrière la technologie laser, vous pouvez également regarder gratuitement vidéos éducatives produites par le MIT.

En résumé, comprendre l’interaction entre la longueur d’onde du laser et le matériau est fondamental pour obtenir des résultats de découpe et de gravure optimaux. Cela influence non seulement la qualité du résultat, mais également la sécurité et l’efficacité du processus.

Dans la fabrication industrielle de précision, le contrôle effets thermiques et réflectivité des matériaux La longueur d'onde du laser détermine directement la qualité du traitement. Traditionnel Lasers à fibre à onde continue (CW) de 1.06 μm souvent provoquent une zone affectée thermiquement (ZAT) de plusieurs centaines de microns de large Lors de la découpe de plaques minces en alliage de précision, l'injection d'énergie continue provoque une propagation de la chaleur de part et d'autre de la saignée. scories importantes sur les bords et déformation thermique locale, ne répondant pas aux exigences strictes de résistance à la fatigue pour le transport ferroviaire et les prétraitements de haute précision.

Pour remédier à ce problème, Les solutions de découpe de précision de Baison réaliser une percée complète via technologie de contrôle de longueur d'onde à impulsions courtes et notre noyau MCD100 algorithme dynamiqueDans le cadre de dépannages concrets, nous avons aidé nos clients à abandonner le traitement CW traditionnel au profit de technologie d'impulsions de précision réglable à l'échelle de la microseconde/nanoseconde combiné avec gaz auxiliaire d'azote à haute pressionCela permet au matériau de fondre à haute densité dès qu'elle absorbe l'énergie de la longueur d'onde laser de 1.06 μm, le faire exploser précisément et suppression de l'accumulation de chaleur jusqu'au niveau du micron.

Grâce à ce couplage profond entre la longueur d'onde et les paramètres d'impulsion, Les micro-résidus présents le long des bords coupés disparaissent complètement., le La zone dangereuse (HAZ) est considérablement réduite.ainsi que, Le taux de porosité après soudage tombe à zéroCela résout parfaitement les problèmes industriels liés à la déformation des pièces en alliage de précision et aux défauts de post-traitement.

Facteurs à prendre en compte lors du choix des longueurs d'onde laser

Le longueur d'onde du laser joue un rôle pivot pour déterminer comment le laser interagit avec différents matériaux et affecte donc le efficacité, qualité et sécurité du processus de découpe et de gravure. Voici les principaux facteurs à prendre en compte lors du choix des longueurs d'onde laser pour la découpe et la gravure :

1 – Absorption du matériau

Différents matériaux ont des profils d'absorption spécifiquesIl est essentiel de sélectionner une longueur d'onde qui soit efficacement absorbée par le matériau pour un transfert d'énergie efficace. Par exemple, Lasers CO2 (avec des longueurs d'onde autour de 10.6 micromètres) sont idéal pour les matériaux organiques, tandis que lasers à fibre (autour 1 micromètre) sont meilleur pour les métaux.

2 – Zone affectée par la chaleur (ZAT)

La taille de la La zone affectée thermiquement (ZAT) peut être influencée par la longueur d'onde.. Longueurs d'onde plus courtes ont tendance à avoir zones dangereuses plus petites, résultant en Des coupes plus nettes et moins de déformation thermique, qui peut être crucial pour des applications précisesDe plus, par ajustement de la largeur d'impulsion grâce à la machine laser, les utilisateurs peuvent optimiser le processus de gravure ou de découpe.

3 – Profondeur de découpe et de gravure

Selon votre application, vous pourriez vouloir gravure superficielle ou entailles profondes au différentes puissances laser. Certains Les longueurs d'onde pénètrent plus profondément dans certains matériaux. que d'autres, affectant la profondeur résultante.

4 – Finition superficielle

Certaines longueurs d'onde peuvent produire finitions plus lisses ou plus rugueuses sur certains matériaux. Selon le résultat souhaité, Ceci peut influencer le choix de la longueur d'onde du laser.

5 – Disponibilité et coût des équipements

Tous les types de lasers ne sont pas disponibles dans toutes les longueurs d'onde. et Certains peuvent être plus chers que d'autresAssurez-vous que la longueur d'onde choisie est correcte. s'adapte aux équipements disponibles et aux contraintes budgétaires.

5 – Qualité du faisceau et focalisation

Certaines longueurs d'onde permettre une meilleure mise au point, résultant en des faisceaux laser plus nets et plus précis. Cela peut être crucial pour la gravure détaillée ou la procédé de découpe laser de précision.

6 – Considérations environnementales

Certaines longueurs d'onde laser peuvent nécessiter des conditions environnementales spécifiques pour fonctionner efficacement, comme des méthodes de refroidissement ou des températures ambiantes.

En résumé, le choix de La longueur d'onde du laser est un équilibre entre le matériau traité, résultat souhaité, équipement disponible, considérations de sécurité et contraintes budgétaires. Il est essentiel de comprendre les besoins de votre application spécifique et de faire des recherches approfondies ou consulter des experts lors du choix de la longueur d'onde appropriée pour la découpe ou la gravure.

Lors de l'évaluation du traitement laser de précision, facteur de qualité du faisceau et limite de diffraction focalisée sont les principaux indicateurs physiques de performance.

Selon le formule de limite de diffraction, le diamètre minimal théorique de la tache montre un Corrélation linéaire positive stricte avec la longueur d'onde du laserBaison Laser a optimisé en profondeur ses configurations matérielles pour différentes longueurs d'onde : pour la Laser à fibre infrarouge de 1.06 μm, une référence objectif de mise au point f = 200 mm donne un diamètre de tache théorique d'environ 30 μm à 40 μm; tandis que pour le Laser UV 355 nm avec la même distance focale, le diamètre du spot se réduit à environ 10 μm, soit une réduction de 3 à 4 fois..

Ce espace de l'ordre du micron prouve que Les longueurs d'onde plus courtes produisent des taches plus petites, livrant loin résolution plus élevée et zones affectées par la chaleur minimalesCela sous-tend la logique scientifique qui sous-tend La qualité de coupe ultra-élevée de Baison dans l'usinage micro-avancé.

Obtenir des détails complexes avec des longueurs d'onde spécifiques

Nous pouvons également réaliser détails et motifs complexes en utilisant différents types de longueurs d'onde. Cependant, Des connaissances professionnelles sont nécessaires pour que cela se déroule sans complications, il est important de savoir que des longueurs d'onde différentes produisent des résultats différents À cette fin, vous trouverez ci-dessous des informations qui pourraient vous être utiles. 

• Gravure d'art avec lasers UV (355 nm) : Les lasers UV sont avantageux pour la gravure de précision.Il est également possible d'utiliser ces lasers pour verre et céramique de sorte que plus de détails peuvent être exécutés en utilisant leur petite longueur d'onde.
• Marquage de précision avec des lasers verts (532 nm) : Les lasers verts ont une longueur d'onde différente de celle des lasers UV, qui sont fiables pour marquage au laser procédés et gravures complexesDans le domaine de l'électronique, les lasers verts sont important pour travailler avec des microprocesseurs et des circuits imprimés, Où lisibilité et précision sont importants.
• Travail du bois complexe avec des lasers CO2 (10.6 µm) : Lasers CO2 ne sont pas seulement exceptionnelles pour la découpe de tôles non métalliques, mais elles sont aussi crucial pour la gravure sur bois—sincèrement, parce que celles-ci ont une grande longueur d'onde (environ 10.6 μm). Ces lasers s'adaptent bien à la matrice du bois et développer motifs complexes et intrigants en raison de leur excellente absorption photothermique. C'est pourquoi différents types de modèles de meubles en bois gravés haut de gamme sont réalisables avec ces lasers.
• Fabrication de bijoux en métal avec des lasers à fibre (1.06 µm) : Lasers à fibre sont extrêmement fiables pour création de bijoux métalliques. Vous y trouverez des découpe à gravure, ces lasers sont faciles à utiliser pour fabriquer différents types de ornements métalliquesCes lasers sont essentiels car ils ajouter de la finesse et de la brillance aux bijoux pour hommes et femmes. Les bijoux en métal représentent un investissement de qualité, et un facteur majeur qui ajoute à leur prix de marché et à leur valeur artisanale c'est l'utilisation précise des lasers à fibre.
• Gravure à l'échelle micrométrique avec des lasers à diodes (longueurs d'onde variables) : Lasers à diodes ne sont fiables que pour gravure de petites pièces car elles contiennent des diodes de natures différentes pour leur fonctionnement. Gravure d'empreintes et de marquages ​​sur les équipements et dispositifs médicaux, ces lasers sont bénéfiques en raison de leurs résultats exceptionnels à cet égard.

Il est évident que Des longueurs d'onde différentes donneront des résultats variables lors de la gravure et de la découpe des pièces. Il est donc important de travailler avec des lasers de précision pour obtenir les résultats souhaités. A mauvais choix de laser ne peut pas seulement endommager la pièce à usiner, mais travailler avec ce laser peut également être dangereux.Les experts recommandent d'étudier le type de laser. et du matériel à travailler, ce qui est crucial avant de poursuivre le processus.

Avant le traitement, étudier attentivement le compatibilité entre le type de laser et les matériaux est cruciale. Dans Découpe de plaques épaisses non métalliques et gravure de haute précision sur matériaux non métalliques, Lasers CO2, avec leur caractère unique longueur d'onde de 10.6 μm, spectacle valeur irremplaçable, offrant un taux d'absorption supérieur à 90% pour les non-métaux comme bois et acrylique. Pour atteindre Des traits de scie verticaux parfaits, éliminent le noircissement des bords et présentent des détails fins. Dans le travail du bois et la transformation des métaux non métalliques, les découpeuses CO2 professionnelles présentent les caractéristiques suivantes : puissances élevées de 200 W à 400 W, en utilisant des lentilles précises pour contrôler la taille du point dans une plage ultra-fine de 0.1 mm à 0.3 mm.

En revanche, pour bijoux en métal et quincaillerie de précision, découpeuses laser à fibre utiliser un courte longueur d'onde de 1070 nm et haute densité d'énergie à effectuer Gravure au micron près et détails impeccables on métaux hautement réfléchissants comme l'or et l'argentQu’il s’agisse d’utiliser des lasers CO2 pour des découpes verticales sur de l’acrylique épais ou des lasers à fibre pour la microgravure sur des bijoux, correspondance précise entre une longueur d'onde spécifique et une taille de spot minuscule est la garantie fondamentale des progrès qualitatifs dans fabrication de précision B2B moderne.

FAQ

1. À quels secteurs les différentes longueurs d'onde laser conviennent-elles ?

Le Laser à fibre de 1.06 μm est idéal pour Les industries de fabrication métallique comme la tôlerie et les machines, bien que Laser UV 355 nm est adapté pour micro-usinage de haute précision dans les secteurs de l'électronique et du médical.

2. La longueur d'onde du laser des équipements Baison est-elle personnalisable ?

Oui nous Personnaliser et adapter la longueur d'onde laser et le système de focalisation optique les plus appropriés basé sur caractéristiques d'absorption des matériaux et exigences de précision de traitement de nos clients.

3. Quelle est l'erreur la plus courante lors du choix d'une longueur d'onde laser ?

Croyant à tort que La puissance détermine tout, sans tenir compte du taux d'absorption du matériau pour des longueurs d'onde spécifiques., qui conduit à faible efficacité de traitement sur les matériaux hautement réfléchissants, voire dommages matériels.

4. Quel est le principal avantage d'une longueur d'onde laser courte ? 

Le la longueur d'onde est plus courte, le plus la limite de diffraction est petiteCela permet de se concentrer sur taches ultrafines de l'ordre du micron, Résultant en une zone affectée par la chaleur minimale et bords de coupe lisses et sans bavures.

5. Comment choisir la longueur d'onde laser optimale pour un métal spécifique ? 

Il est essentiel de se référer au spectre d'absorption du matériauÉtant donné que les paramètres de traitement de certaines nuances d'acier spéciales nécessitent un ajustement précis en fonction de l'environnement, il est fortement recommandé de Cliquez ici pour obtenir une solution personnalisée.

Conclusion

Il y a différents types de lasers couramment utilisés dans l'industrie de la découpe et de la gravure aujourd'hui. Il est évident que Chaque type de laser présente ses propres avantages pour diverses raisons. Toutefois, afin d'éviter toute complication durant le processus, s'appuyant sur des solutions appropriéesLes lasers électroniques sont essentiels.

De plus, il est bénéfique de déterminer la longueur d'onde nécessaire pour une pièce particulièreDans cede cette façon, vous pourrez obtenir les résultats souhaités sans avoir de difficultés à obtenir des résultatsl.

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