激光焊接是一种利用激光作为热源将两种或两种以上的材料熔合的工艺。激光焊接是一种非常流行的连接工艺.它可以连接所有类型的材料,包括金属、塑料和陶瓷。激光焊接可用于这两种情况外部和内部焊接,但最常用于外部焊接。
激光焊接历史:
受激发射原理和量子力学基本原理是由爱因斯坦在1917年提出的。继受激发射理论之后,哥伦比亚大学的Towens和莫斯科大学的Prokhorov和Basov共同在1950 - 1964年实现了微波受激发射放大(MASER),并获得了MASER领域的诺贝尔奖。的这种类型的主要缺点激光的微波不是连续发射的,而且传播距离也很少,只覆盖了一小段距离。
1959年晚些时候,第一个单词“LASER”开始传播。戈登·古尔德是第一个使用这个词的人。在Towens的指导下,他是哥伦比亚大学的博士生。他错过了专利注册,所以他的技术被其他人利用。后来他在1960年获得了专利,直到1977年他终于赢得了他的专利战争,他获得了激光专利。这种激光技术也不是连续的,它只持续了几毫秒。
1960年晚些时候,休斯实验室的西奥多·梅曼发明了第一台光学激光器,它也没有连续输出。他用了一个红宝石激光器棒,以获得激光信号。
红宝石激光器
红宝石激光是历史上第一个被发现的激光;它以脉冲长度(1纳米= 109m).它由一个红宝石棒氙气闪光管、一个将闪光管的光反射到红宝石棒的合适腔体和一个高电压组成电源提供电能到闪光管。
Nd:玻璃激光器
1961年,美国光学公司推出了第一台钕玻璃激光器。Nd:玻璃激光器是一种重要的激光器用于高能应用的材料.玻璃是氧化物的化合物;其主要成分为二氧化硅、氧化磷、氧化硼等非金属氧化物。由于不同金属氧化物的存在,可以获得各种各样的性能,这些氧化物以各种方式改变结构。这些组件以及激光活化剂被混合和加热到在熔炉中熔化当所需的激光玻璃成型时。
Nd: YAG激光器:
1962年,贝尔实验室推出了第一台钇铝石榴石(YAG)激光器。1964年,贝尔实验室的Geusic和Smith发明了掺钕YAG激光器。这些激光的类型通常用于化妆品应用比如激光矫正视力和皮肤表面置换。YAG是由Y3Al5OI2组成的混合氧化物体系形成的。利用zzochralski方法,在特殊的环境中生长晶体通过将旋转的种子浸入熔融物质的坩埚来设计熔炉并以匀速抽离。
选用铱坩埚是因为YAG熔点高(1910-1970°C)。但是,YAG激光器的优点是具有相对较高的导热散热散热产生,从而允许这些晶体以每秒许多脉冲量级的高重复率操作。利用钨丝灯或氪弧灯等连续激励源,可获得功率约为1kw的连续激光输出。
由于这些优异的性能,Nd:YAG激光器被广泛应用于许多领域工业应用例如在固体物体上钻孔,金属和合金焊接等,以及在眼科手术、癌症治疗等医疗应用中。
气体激光器
气体激光器有气体或气体的混合物作为光放大物质。Javan, Bennett和Herriott在1960年底成功地演示了第一个气体激光器——在Maiman发现红宝石激光器的几个月之后。气体激光器是连续型的,通常具有高相干性。但是,与脉冲固体激光器相比,它们的功率要小得多。
氦氖激光器
氦氖激光器是世界上最早的气体激光器,由阿里·贾万于1960年发明。这是第一个连续激光工作原理转换电能以镭射光输出。氦氖激光器的激光是所有激光器中应用最广泛的,主要是因为它比固态激光器便宜得多,并且产生许多应用所需的高相干辐射.这种激光用于测量、工程建设、超市结账扫描仪、打印机、全息摄影和许多其他此类应用。
二氧化碳激光器:
1964年,美国电话电报公司贝尔实验室的印度科学家库马尔·帕特尔制造了二氧化碳(CO2)激光器。这种工业激光器目前被广泛使用应用包括焊接、切割、钻孔、激光手术、光电子等等。由于其高效率、高功率,无疑是一种非常重要的激光器发电装机容量.它在红外区域提供10.6微米波长的激光辐射。它是一种分子气体放电,激光作用发生在二氧化碳气体的两个振动水平之间。它可以在连续和脉冲模式下工作。