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技术报道 Technology Report
光纤激光器全系列

波长、功率、应用全方位覆盖
光纤激光技术使零间隙镀

锌钢板焊接成为可能 千瓦级连续光纤激光器
以低成本实现高功率和高效率
Fiber Laser Technology Enables Zero-Gap Galvanized Steel Sheet Joining ▲ 切割

焊接
▲
钎焊
光纤激光焊接镀锌钢采用激光光束模式控制
▲
热处理
▲
熔覆和3D打印
▲
作者：Takashi Kayahara, Ryosuke Nishii, Tomomichi Yasuoka, Takashi Shigematsu 日本古河电工公司

QCW准连续光纤激光器

镀 锌钢板在防止腐蚀 度之间的温差使得搭焊困 制的光纤激光器 毫秒至微秒范围的高脉冲能量
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日本古河电工公司基于半导体激
难。 这种差异导致焊接缺
方面表现优异，因
打孔
此广泛用于制造汽车、电 陷吹走周围的熔融金属。为 光器、光纤及其在光通信领域应用的 ▲ 焊接
器和建筑材料。根据应用 了解决这个问题，通过在重 熔融技术，已经开发并销售了工业用 微切割
▲
有各种镀锌钢板，如热浸 叠的镀锌钢板之间形成约 途的高功率光纤激光器有超过 10 年。 ▲
镀锌钢板（非合金和合金 0.1~0.2mm 的 间 隙， 以 形 公司的光纤激光器产品的典型光束特
钢）和电镀锌钢板。 成金属蒸汽的逸出路径，来 性对高达 1.5kW 的单模为 M2~1.06，
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使用这些材料时，应 实现精细的接合状态。 然 在 4kW 时 为 光 束 参 数 乘 积（BPP）
用点焊、电弧焊和激光焊 而，由于固定夹具限制了 穿透深度 (mm)
接。在此期间，应根据锌 工艺过程和零件形状，精 14 脉冲光纤激光器
图1：FEC6000M 6kW多
的量、其他元素的含量以 模光纤激光器。 确地控制 0.1~0.2mm 的间 12 钢 中红外、绿光和紫外纳秒、皮秒或飞秒
10 铝合金
及镀锌材料和钢板之间的粘附状态解 隙，以稳定焊接质量较复杂。在本文 纯铜
8 ▲ 微加工
决工艺稳定性问题。 中，我们介绍了一种新的连接技术， 6 打标和雕刻
点焊广泛用于焊接镀锌钢板，特 通过采用光纤激光器来焊接各种镀锌 4 ▲
别是用于车身。当点之间的距离短时， 钢板。 2 ▲ 清洗
0 刻蚀
电流分散在接合部分内，因此可能无 0 5 10 15 20 25 30 ▲
法形成强接合区域。因此，连接点的 具有高光束质量、光束模式控 焊接速度 (m/min) ▲ 织构
图2：使用6kW多模光纤激光器堆焊钢、铝合金和
数量和它们之间的距离存在限制，因 纯铜的穿透深度。
此部件之间的接合强度和车身的刚性 a) b) c)
受到损害。因为激光焊接不需要考虑
电分散，因此用作补偿点焊缺陷的方
法。
当激光焊接镀锌钢时，钢的熔化
温度（超过 1500℃）与锌的沸腾温 图3：传统单点（a），中心和环形（b）以及线形（c）光束模式。 关注IPG微信公众号

10 JUNE 2019 工 业 激 光 应 用 INDUSTRIAL LASER APPLICATIONS CHINA