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QCW准连续激光器详解

 南岸未阴 2023-08-23 发布于广东

激光器从运行状态上去分类的话,类型主要分为:脉冲激光器(Pulsed Laser)和CW连续激光器(continuous wave laser),而还有一种近年被广泛使用的激光器为QCW准连续激光器(Quasi-Continuous Wave),下面重点了解一下不被大家所熟悉的QCW准连续激光器。

1、 QCW激光器的原理

QCW激光器是英文Quasi-Continuous Wave的缩写,它是一种可实现近似连续输出的半导体激光器,最初于1974年由曼切斯特大学Clauda A.Swenberg教授首先制造出。QCW激光器采用一种独特的填充模式来达到连续激光输出,为激光技术研究,带来了新的可能性。由于它被认为是半导体激光器的一种非常重要且可靠的技术,它很快就被应用于各种应用端的技术领域。

QCW激光器与传统的激光器的区别在与它采用了固态填充技术,使L-I曲线(备注:激光强度与电流曲线)有了显著变化,即曲线的斜率明显减少。由于这种特殊的填充模式,QCW激光器在一段时间内能够达到比较稳定的输出功率,可以让用户实现输出功率稳定,近似连续激光。

QCW激光器有很多优点,尤其是高功率、高效率、优异的光束质量,以及小尺寸和低成本等的优势,可以满足多种应用的要求。另一方面,它的激光器的耗电成本又比其它激光器要低,特别是比传统的YAG激光器使用成本要低很多,可以满足经济性的要求。

QCW激光器是一种强大、可靠及实用的一种激光器,它可以在不同的应用中使用,以满足客户的要求,它为研究人员提供了一种新的发展可能,也为激光技术带来了有益的改进。

准连续光纤激光器(简称QCW)可以在脉冲和连续(CW)模式下工作,所以单个激光器便可以处理以前需要两个不同的激光器才能完成的各种加工任务,因此也具备了更多的加工优势,下面我们通过部分行业的加工案例分析QCW激光器的加工优势。

2、 下面将从应用端给予详细解释

1)、3C电子行业(以IPhone苹果手机充电线插头激光点焊为例)

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应用案例:手机、PAD、电脑充电线等3C产品插头激光点焊;

应用要求:0.3mm不锈钢激光点焊到不锈钢基材,要求焊点直径<0.1mm以内;

应用分析:对比YAG激光点焊,QCW激光焊点更小,外观更平整,更适合小型插头激光焊接。

2)、电子元器件料带激光点焊

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应用案例:每卷料带之间需激光焊接在一起,然后紫铜焊料带冲压成型3C电子元器件;

应用要求:0.2mm紫铜料带激光拼焊到一起,完成焊透,无变形;

应用分析:紫铜材料反射率高,QCW激光器这种具有大单脉冲能量和高峰值功率的激光器激光焊接效果最佳,YAG激光器能量输出不精细,不适合激光焊接薄的高反材料。

3)、陶瓷精密激光切割

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应用案例:电路陶瓷基板精密激光切割;

应用要求:0.5mm陶瓷切割,底部不允许挂渣,边缘不开裂,圆滑;

应用分析:QCW激光器峰值功率高,对比连续激光器切割,热量更小,陶瓷不易受热开裂。

4)、动力锂电池电极帽激光点焊

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应用案例:汽车动力电池18650等圆柱锂电池电极帽激光点焊;

应用要求:0.2mm不锈钢电极帽激光点焊到铝垫片上;

应用分析:对比YAG激光器,QCW激光器输出能量更均匀稳定,能量控制更精细,更适合精细薄壁材料激光点焊。

5)、动力锂电池极耳激光点焊

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应用案例:汽车动力方形锂电池电极片激光点焊;

应用要求:0.1mm镍极耳片激光点焊到0.1mm铝壳,焊接牢固;

应用分析:对比YAG激光器,QCW激光器输出能量更均匀稳定,能量控制更精细,更适合薄壁材料激光点焊。

6)、精密医疗配件激光焊接

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应用案例:医疗精密配件支柱激光焊接到配件顶帽;

应用要求:0.2mm钛合金支柱激光焊接到0.2mm钛合金帽,要求牢固,不发黑;

应用分析:QCW激光器光斑小,能量控制精细,适合精密医疗配件焊接。

3QCW激光的优势

1)、QCW激光器体积小,具有多样兼容性,可以直接替代市面上的传统产品而直接使用,且接线方便,可以应用于离线场景;

2)、QCW激光器=脉冲激光器+连续激光器,可切换脉冲及连续模式,并同时处理以往两个不同激光器的加工任务;

3)、QCW激光器具有高峰值、高脉冲功率特点,其峰值功率可达连续模式运行下平均功率的10倍;脉冲能量稳定性高,脉冲能量稳定性波动性≤2%,适用于精密激光焊接场景;

4)、QCW激光器可根据不同应用需求(激光焊接、激光切割)选择光束模式与光纤芯径,多种输出芯径可供选择,适用于不同的应用场景;

5)、QCW激光器可替代传统的灯泵浦(YAG)激光器,QCW激光器=NdYAG激光器(钻孔+焊接)+光纤激光器(切割)。

4QCW激光器的不同应用加工特点

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