Com o desenvolvimento da tecnologia de chips semicondutores e tecnologia óptica, a potência de saída dos lasers semicondutores tem sido continuamente melhorada, a qualidade do feixe foi significativamente melhorada, e mais aplicações foram obtidas no campo industrial. Atualmente, a potência de saída e a qualidade do feixe de lasers industriais de semicondutores de alta potência superaram os lasers YAG bombeados por lâmpadas, e estão perto de lasers YAG bombeados por semicondutores. Os lasers semicondutores têm sido gradualmente aplicados à soldagem plástica, revestimento e liga, tratamento térmico superficial, soldagem metálica, etc., e também fizeram alguns progressos na aplicação na marcação, corte e outros aspectos.
1.Soldagem de plástico laser
O feixe de um laser semicondutor é um feixe de tampa plana, e a distribuição espacial da intensidade da luz transversal é relativamente uniforme. Comparado com o feixe do laser YAG, o feixe do laser semicondutor em aplicações de soldagem plástica pode obter melhor consistência de soldagem e qualidade de soldagem e pode realizar soldagem de ranhura larga. Os requisitos de potência dos lasers semicondutores para aplicações de soldagem plástica não são altos, geralmente 50 ~ 700W, a qualidade do feixe é inferior a 100mm / mrad, e o tamanho da mancha é de 0,5 ~ 5mm. A soldagem com esta técnica não danifica a superfície da peça de trabalho, o aquecimento local reduz o estresse térmico nas partes plásticas, pode evitar danificar os componentes eletrônicos incorporados e evitar melhor o derretimento plástico. Ao otimizar matérias-primas e pigmentos, a soldagem de plástico laser pode obter diferentes cores sintéticas. Atualmente, os lasers semicondutores têm sido amplamente utilizados para a soldagem de componentes como recipientes selados, carcaças de componentes eletrônicos, peças automotivas e plásticos heterogêneos.
2.Revestimento a laser e tratamento térmico superficial
Tratamento térmico de superfície ou revestimento local de peças metálicas com altos requisitos sobre resistência ao desgaste e resistência à corrosão é uma aplicação importante de lasers semicondutores no processamento. Internacionalmente, os lasers semicondutores usados para revestimento a laser e tratamento térmico superficial têm uma potência de 1 a 6 kW, uma qualidade de feixe de 100 a 400 mm / mrad, e um tamanho spot de 2 × 2 mm 2 a 3 × 3 mm 2 ou 1 × 5 mm 2. Em comparação com outros lasers, as vantagens do revestimento e tratamento térmico da superfície com raios laser semicondutores são alta eficiência eletro-óptica, alta absorção de materiais, baixos custos de manutenção, forma de ponto retangular e distribuição uniforme de intensidade de luz. Atualmente, o revestimento a laser semicondutor e o tratamento térmico superficial têm sido amplamente utilizados em energia elétrica, petroquímica, metalúrgica, aço, máquinas e outros campos industriais, e tornaram-se um dos meios importantes para a preparação de novos materiais, fabricação rápida e direta de peças metálicas e remanufatura verde de peças metálicas falidas.
Os lasers semicondutores de alta potência têm muitas aplicações na soldagem metálica, desde soldagem de ponto de precisão na indústria automotiva até soldagem de condução térmica de materiais de produção, e soldagem axial de tubos. A qualidade de suas soldas é boa e não é necessário processamento subsequente. O laser semicondutor utilizado para soldagem metálica requer uma potência de 300-3000W, uma qualidade de feixe de 40-150mm / mrad, um tamanho spot de 0,4-1,5 mm, e uma espessura do material de soldagem de 0,1-2,5 mm. Devido à entrada de baixo calor, a distorção das peças é mantida ao mínimo. Lasers semicondutores de alta potência podem realizar soldagem de alta velocidade com soldas lisas e bonitas. Possui vantagens especiais em termos de economia de mão-de-obra durante e após a soldagem e é muito adequado para as diferentes necessidades de soldagem industrial. Substituirá gradualmente os métodos tradicionais de soldagem.
A tecnologia de marcação a laser é uma das maiores áreas de aplicação do processamento a laser. Atualmente, os lasers usados incluem lasers YAG, lasers de CO2 e lasers de bomba de semicondutores. Mas com a melhoria da qualidade do raio laser semicondutor, máquinas de marcação a laser semicondutor começaram a ser usadas no campo da marcação.
A aplicação de lasers semicondutores de alta potência no campo de corte começou tarde. Com o apoio do programa "Modular Semiconductor Laser System" (MDS) do Ministério alemão da Educação e Pesquisa, o Instituto Fraunhofer, na Alemanha, desenvolveu uma máquina de corte a laser semicondutor com potência de 800W em 2001. 0,4m / min.