レーザー分類

溶接に使用されるレーザーには主に CO2 レーザーと Nd:YAG レーザーの 2 種類があります。 CO2レーザーもNd:YAGレーザーも肉眼では見えない赤外線です。 Nd:YAGレーザーで発生するビームは主に波長1.{8}}6lmの近赤外光です。熱伝導体は、この波長の光に対して高い吸収率を持っています。ほとんどの金属の反射率は 20% ～ 30% です。標準的な光学ミラーを使用する限り、近赤外帯域のビームを直径0.25 mmまで集光できます。 CO2レーザーの光は波長10.6lmの遠赤外光です。ほとんどの金属は、この光に対して 80% ～ 90% の反射率を持っています。ビームを直径 0.75-0.1 mm に集束するには、特別な光学ミラーが必要です。 Nd:YAG レーザーの出力は一般的に約 4,{20}} ～ 6,000 W に達し、最大出力は現在 10,000 W に達しています。ただし、CO2 の出力はレーザーは簡単に 20,000 W 以上に達することがあります。
高出力 CO2 レーザーは、ピンホール効果により高反射率の問題を解決します。スポット照射された材料の表面が溶けるとピンホールが形成されます。蒸気で満たされたこの小さな穴は黒体のようなもので、入射光のエネルギーをほぼすべて吸収します。キャビティ内の平衡温度は約 25 に達します。000 e.数マイクロ秒以内に、反射率は急速に低下します。 CO2 レーザーの開発の焦点は依然として装置の開発と研究にありますが、最大出力の向上ではなく、ビーム品質と集光性能をいかに向上させるかが焦点になっています。さらに、CO2 レーザーを 10 kW 以上の高出力で溶接する場合、アルゴン シールド ガスを使用すると、非常に強力なプラズマが誘導されることが多く、溶解深さが浅くなります。したがって、CO2 レーザーを高出力で溶接する場合、プラズマを生成しないヘリウムがシールド ガスとして使用されることがよくあります。
高出力 Nd:YAG 結晶を励起するためのダイオード レーザーの組み合わせの応用は重要な開発テーマであり、これによりレーザー ビームの品質が大幅に向上し、より効果的なレーザー加工が可能になります。近赤外領域に出力波長を持つレーザーは直接ダイオードアレイで励起され、その平均出力は1kWに達し、光電変換効率は50%近くに達します。また、ダイオードは耐用年数が長く（10,000 時間）、レーザー機器のメンテナンスコストの削減に役立ちます。ダイオード励起固体レーザー装置（DPSSL）の開発。